ЦЕРН побудує контейнери для накопичення і перевезення антивідництва

ЦЕРН побудує контейнери для накопичення і перевезення антивідництва

Завдяки науковій фантастиці мало хто не знає про антивіщення. І хоча воно експериментально виявлено близько 70 років тому, вчені знають про антиматерію вкрай мало. У світі, що оточує нас, антивіщення самостійно не утворюється, а отримане на прискорювачах не зберігається і насилу піддається вивченню. Щоб дізнатися про антивіщення більше, ЦЕРН запустила проект зі створення контейнерів для накопичення і транспортування антиматерії.


У ЦЕРНі антивіщення у вигляді антипротонів створюється бомбардуванням пучком протонів з лабораторного синхротрону по металевій мішені. На виході установки антипротони володіють енергією близько 3500 МеВ (мільйонів електронвольт), тому їх уповільнюють до повільних або «холодних» антипротонів, інакше вони важко піддаються вивченню. Уповільнювач антипротонів знижує енергію цих античастинок до 5,3 МеВ, що відбувається внаслідок проходження пучка антипротонів через тонкий лист металевої фольги.


Однак навіть цього недостатньо, тому ЦЕРН у спеціальному комплексі Extra Low ENergy Antiproton (ELENA) з накопичувальним кільцем за допомогою плазми уповільнює антипротони до 90 КЕВ. Недоліком вже створених установок залишається те, що їх продуктивність катастрофічно мізерна. Для створення одного нанограма антивіщення, наприклад, знадобилося б тисячі років роботи установки.

Ще однією проблемою залишається те, що в місці виробництва антипротонів занадто «шумно» від фонових магнітних і електричних полів від обладнання, що працює. Але перевести антипротони для вивчення в інше місце так просто не можна. Вони не повинні контактувати зі звичайною речовиною, інакше відбудеться анігіляція з виділенням колосальних об'ємів енергії і гамма-випромінювання.

Для накопичення і транспортування антивіщення на інші наукові об'єкти для вивчення, зокрема, в комплекс ISOLDE в ЦЕРН, запущено проект з розробки двох експериментальних установок: BASE-STEP и PUMA. Одна з установок буде вловлювати і вивільняти антипротони, а інша - накопичувати. Габарити майбутньої накопичувальної системи повинні дозволити транспортувати антивідництво на невеликій вантажівці.

Установка BASE-STEP - це так звана пастка Пеннінга з однорідним статичним магнітним полем і просторово неоднорідним електричним полем. Пастка охолоджується рідким гелієм і повинна бути пристосована для перевезення. Довжина установки сягатиме двох метрів, а вага - однієї тонни. Сховище антипротонів - PUMA - це двозонна пастка всередині надпровідного магніту соленоїдного типу вагою в одну тонну, всередині якого створюється вакуум і підтримується температура до чотирьох градусів вище абсолютного нуля. Генероване магнітом поле буде утримувати антипротони, не дозволяючи їм контактувати з речовиною протягом тривалого періоду часу.

Введення нового обладнання для транспортування та зберігання антивіщення планується в 2023 році. Перевезення здійснюватимуться на невеликі відстані в межах комплексу ЦЕРН. Вивчення антипротонів в лабораторних умовах допоможе зробити багато нових наукових відкриттів. У цьому можна не сумніватися.

Image

Publish modules to the "offcanvas" position.