Na papierze liczba 92 nie robi wielkiego wrażenia. Tyle że w tym przypadku nie chodzi o ilość, lecz o samą możliwość. To trochę jak pierwszy lot samolotu braci Wright: z dzisiejszej perspektywy skromny, niemal śmiesznie mały, ale zmieniający reguły gry. Jeśli antymaterię da się stabilnie przewozić poza miejsce jej wytworzenia, fizycy przestają być na stałe przywiązani do jednej hali, jednego akceleratora i jednego zestawu ograniczeń środowiskowych.
Właśnie dlatego ten eksperyment jest znacznie ciekawszy niż sam efekt “wow”. W CERN nie świętują przecież tego, że kilka cząstek odbyło przejażdżkę po kampusie. Świętują to, że antymateria zaczyna być czymś, co można nie tylko wyprodukować i badać na miejscu, ale potencjalnie także wysłać tam, gdzie warunki pomiarowe są lepsze, spokojniejsze i precyzyjniej kontrolowane.
Najdroższy ładunek świata nie wygląda spektakularnie. Cała sztuka tkwi w tym, żeby niczego nie dotknął
Żeby przewieźć tę mikroskopijną porcję antymaterii, badacze zamknęli antyprotony w przenośnej pułapce Penninga, czyli urządzeniu wykorzystującym pola elektryczne i magnetyczne do utrzymywania naładowanych cząstek z dala od ścianek aparatury. Sam ładunek chłodzono do około 8,2 kelwina, czyli mniej więcej minus 265 stopni Celsjusza, a całość utrzymywano w bardzo dobrej próżni, żeby antyprotony nie zderzyły się z resztkami gazu i nie zniknęły w błysku energii.
Brzmi to jak przewóz czegoś potwornie niebezpiecznego, ale prawda jest bardziej subtelna. Ta ilość antymaterii była tak mała, że nie stwarzała zagrożenia w hollywoodzkim sensie. Gdyby doszło do anihilacji, nie byłoby widowiskowego wybuchu rodem z kina akcji. Prawdziwe wyzwanie polegało na czymś znacznie trudniejszym technicznie: utrzymać ekstremalnie delikatny układ w stanie stabilnym mimo drgań, zakrętów, zmian położenia i całej tej przyziemnej brutalności, którą na co dzień nazywamy transportem.
Najbardziej wdzięczny paradoks tej historii jest taki, że do przewiezienia 92 antyprotonów potrzebny był zestaw ważący około tony. Aparatura BASE-STEP, jak podkreśla CERN, zawierała nadprzewodzący magnes, układ chłodzenia ciekłym helem, rezerwy zasilania i komorę próżniową. To trochę jak wynajęcie opancerzonego konwoju do przewiezienia jednego płatka śniegu – tylko że tutaj ten płatek naprawdę potrafi zniknąć przy najmniejszym błędzie.
To nie jest logistyczna fanaberia. Chodzi o to, żeby wreszcie mierzyć antymaterię tam, gdzie nie przeszkadza sama fabryka
CERN od lat produkuje antyprotony w swoim Antimatter Factory, ale samo miejsce ich wytwarzania nie jest idealne do wszystkich badań. Otoczenie pełne infrastruktury akceleratorowej, pól elektromagnetycznych i aktywności eksperymentalnej nie sprzyja najbardziej subtelnym pomiarom. Fizycy chcą badać antymaterię z dokładnością, przy której nawet drobne zakłócenia zaczynają mieć znaczenie. Możliwość wywiezienia cząstek do spokojniejszego laboratorium oznacza więc coś w rodzaju przeprowadzki z warsztatu produkcyjnego do sterylnego gabinetu pomiarowego.
To ważne zwłaszcza dla eksperymentów, które mają odpowiedzieć na jedno z najbardziej uporczywych pytań współczesnej fizyki: dlaczego we Wszechświecie dominuje materia, skoro po Wielkim Wybuchu materia i antymateria powinny były powstać niemal symetrycznie. Jeśli uda się porównywać własności protonów i antyprotonów jeszcze dokładniej niż dotąd, naukowcy mogą znaleźć subtelne różnice, które pomogą zrozumieć, skąd wziął się ten kosmiczny brak równowagi.
Właśnie dlatego w tle całej tej ciężarówkowej historii pojawia się Düsseldorf. Jednym z długofalowych celów projektu jest możliwość przewożenia antymaterii do zewnętrznych laboratoriów, między innymi do Heinrich Heine University w Niemczech, gdzie planuje się nową infrastrukturę badawczą. Według doniesień taki ośrodek mógłby być gotowy około 2029 roku. Dzisiejsza przejażdżka po kampusie CERN to więc bardziej test generalny przed dużo ambitniejszą trasą.
Źródła: Science Alert; CERN
