Bild wikipedia. Partiklar från vänster uppifrån och ner:
elektron, proton, neutron. Antipartiklar från höger uppifrån och ner: positron,
antiproton, antineutron
Antimateria är motsatsen till vanliga materia
vilket vår galax och resten av vårt synliga universum består av. Det blev en
antipartikel för varje vanlig partikel: (vid BigBang) till exempel proton–antiproton,
neutron–antineutron och elektron–positron. Vissa partiklar är sina egna
antipartiklar, till exempel fotoner och Z-bosoner.
CERN:s Antiproton Decelerator Hall är den enda
platsen i världen där forskare kan lagra och studera antiprotoner. Forskare som arbetar vid BASE-experimentet hoppas att en dag kunna ändra
på det, tack vare BASE-STEP, en anordning som är utformad för att lagra och
transportera antimateria. Den 24 oktober tog forskar- och ingenjörsteamet ett
stort steg mot detta mål genom att transportera ett moln av 70 protoner i en
lastbil till CERN:s huvudanläggning.
« Om vi kan göra det med protoner kan vi också göra
det med antiprotoner, beskriver Christian Smorra, projektledare för BASE-STEP.
Den enda skillnaden är att vi för antiprotoner kommer att behöva en mer
effektiv vakuumkammare. »
Det här är första gången som obundna partiklar har
transporterats i en återanvändbar fälla som forskare sedan kan öppna på en
annan plats för att överföra innehållet till ett annat experiment. Målet är att
skapa en antiprotonleveranstjänst mellan CERN och till experiment i andra
laboratorier.
Antimateria är en kategori av partiklar som finns i
naturen; Den är nästan identisk med vanlig materia, men dess laddningar och
magnetiska egenskaper är omvända. Detta är en egenhet som länge har fascinerat
forskare, eftersom Big Bang enligt fysikens lagar borde ha skapat materia och
antimateria i lika stora mängder. Därför borde partiklarna och deras
antipartiklar ha förintat varandra snabbt och skapat ett bubblande men tomt
universum.
Fysiker misstänker att det finns i dag ännu ej kända
skillnader som skulle kunna förklara varför materia finns medan antimateria nästan helt har försvunnit. « Acceleratorns utrustning i
antiprotondeceleratorhallen genererar magnetfältsfluktuationer som begränsar
mätnoggrannheten, förklarar Stefan Ulmer, talesperson för BASE-experimentet.
Det är här
BASE-STEP-enheten kommer in, vars mål är att fånga antiprotoner och överföra
dem till en anläggning där forskare kan studera dem mer ingående. För att göra
detta behöver de en enhet som är tillräckligt liten för att lastas in i en
lastbil och som kan motstå oundvikliga stötar och vibrationer under
transporten. Den nuvarande enheten, som innehåller en supraledande magnet, ett
kryogent kylsystem, energireserver och en vakuumkammare som fångar in partiklar med hjälp av magnetiska och elektriska fält väger ett ton och kräver
två kranar för att förflytta sig från experimenthallen till lastbilen.
Trots sin tunga vikt är BASE-STEP-enheten mycket mer
kompakt än något annat existerande system för att studera antimateria. Till
exempel har den en golvyta som är fem gånger mindre än det ursprungliga
BASE-experimentet, eftersom den måste vara tillräckligt smal för att passera genom vanliga laboratoriedörrar. Efter det lyckade testet, som krävde
omfattande övervakning och datainsamling, planerar forskarna nu att förfina sin
procedur med målet att transportera antimateria redan nästa år. – Det här är en
helt ny teknik som kommer att öppna upp nya möjligheter för studier inte bara
för antiprotoner utan även för andra exotiska partiklar, som ultraladdade
joner, beskriver Stefan Ulmer talesperson för BASE-experimentet.
Ett annat experiment, kallat PUMA, arbetar med en
transportabel fälla. Nästa år planerar man att transportera antiprotoner 600
meter från Antiproton Decelerator Hall till ISOLDE-anläggningen med målet att
använda anläggningen för att studera egenskaper och struktur hos exotiska
atomkärnor.
JA
det är ett mysterium att inte antimateria och materia utplånade varandra vid
BigBang. Vad fick materia att klara sig och vad fick antimateria att inte bli
det vi alla är uppbyggda av. Båda formerna är lika hållbara var för sig. Något
vi inte förstår av svaghet i antimaterian i förhållande till materia är ännu
inte förstått.
