Antimaddə hissəcikləri maddə ilə təmasda dərhal məhv olduğuna görə onları saxlamaq və daşımaq fizikanın ən çətin texniki problemlərindən biridir. CERN-dəki BASE əməkdaşlığı yeni BASE-STEP sistemi ilə bu baryeri praktik olaraq aşmağa başlayıb.
BASE-STEP nə edir?
BASE-STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons) – tam funksional, daşına bilən Penning tələsi sistemidir. Kompakt qurğu 2,0 × 0,87 × 1,85 m ölçülü alüminium çərçivəyə quraşdırılıb, çəkisi isə 1000 kq-dan azdır, buna görə də adi forklift və kranlarla CERN daxilində daşına bilir.
Sistem iki əsas elektrod yığından ibarətdir:
- Catching Trap (CT) – ELENA-dan gələn antiprotonları qəbul edir, xüsusi degrader folqa ilə onların kinetik enerjisini azaldır və yüksək gərginlik impulsları ilə tələyə salır.
- Storage Trap (ST) – antiprotonları 3 aya qədər ultra-yüksək vakuumda saxlayır.
Elektrodlar qızıl örtüklü oksigensiz misdən hazırlanıb, safir halqalar ilə ayrılıb və hamısı kriogen vakuum kamerasında, superkeçirici maqnitin içində yerləşir. Bu quruluş hissəciklərin istilik səs-küyünü və enerji itkilərini minimuma endirir.
Superkeçirici maqnitlə “soyudulmuş” səyahət
Ən qeyri-adi cəhət: superkeçirici maqnit daşıma zamanı soyudulmuş və iş rejimində qalır. Adətən belə maqnitlər isti, yüklənməmiş vəziyyətdə daşınır. BASE-STEP maqnitinin dayaqları 2 g sürətlənməyə qədər mexaniki gərginliyə tab gətirmək üçün FEM modelləşdirməsi ilə optimallaşdırılıb.
Vakuum tərəfdə, ST mərkəzində təzyiq 10⁻¹⁶ millibar səviyyəsinə endirilir. Xarici mühitlə əlaqə differensial pompalama sistemi və döndərilə bilən elektrodlar vasitəsilə “hava kilidi” kimi təşkil olunub ki, qalıq qaz antiprotonlarla toqquşub annihilyasiya yaratmasın.
Niyə bu qədər vacibdir?
Test mərhələsində komanda əvvəlcə təxminən 100 proton saxlayan tələni CERN sahəsi üzrə yük maşını ilə daşıdı və hissəciklər heç bir itki olmadan təyinat nöqtəsinə çatdı. Protonlar antimaddə olmasa da, antiprotonlarla eyni elektromaqnit həssaslığa malikdirlər, yəni texnologiyanı yoxlamaq üçün ideal modeldir.
BASE sözçüsü Stefan Ulmer bildirir ki, AD zalında sürətləndirici avadanlıqdan gələn maqnit sahəsi fluktuasiyaları dəqiqliyi məhdudlaşdırır. Məqsəd – antiproton tələlərini, məsələn, Dyüsseldorf Heinrich Heine Universiteti kimi sabit maqnit mühitinə malik laboratoriyalara çıxarmaq və ən azı 100 dəfə daha dəqiq ölçmələr aparmaqdır.
Bu, maddə ilə antimaddə arasındakı ən kiçik fərqləri axtarmağa, dolayısı ilə də “niyə Kainatda maddə üstünlük təşkil edir?” sualına yaxınlaşmağa imkan verə bilər. BASE-STEP texnologiyası gələcəkdə yalnız antiprotonlar deyil, çox yüksək yüklü ionların da laboratoriyalar arasında daşınmasını mümkün edə bilər.
Embedded.az oxucuları üçün bu layihə həm də maraqlı nümunədir ki, superkeçirici maqnitlər, kriogenika, ultra-yüksək vakuum və dəqiq mexanika necə bir sistemdə birləşərək real elmi sıçrayış yarada bilir.
