Пешравӣ дар интиқоли антипротон  

Big Bang ба миқдори баробар материя ва антиматерия ба вуҷуд овард, ки бояд якдигарро несту нобуд карда, дар паси коиноти холӣ боқӣ мемонданд. Аммо, материя зинда монд ва дар коинот ҳукмронӣ мекунад, дар ҳоле ки антиматерия нест шуд. Гумон меравад, ки баъзе фарқиятҳои номаълум дар хосиятҳои асосии байни зарраҳо ва антизарраҳои мувофиқ метавонанд барои ин масъул бошанд. Андозагирии дақиқи баланди хосиятҳои фундаменталии антипротонҳо дорои потенсиали ғанӣ гардонидани фаҳмиши асимметрияи материя-антиматерӣ мебошанд. Он таъминоти антипротонҳоро талаб мекунад. Дар айни замон, CERN Antiproton Decelerator (AD) ягона иншоотест, ки дар он антипротонҳо истеҳсол ва нигоҳ дошта мешаванд. Дар наздикии AD аз сабаби таѓйирёбии майдони магнитї, ки тавассути суръатбахшњо тавлид мешаванд, тањќиќоти баланди антипротонњо имконнопазир аст. Аз ин рӯ, интиқоли антипротонҳо аз ин иншоот ба лабораторияҳои дигар ҳатмист. Дар айни замон технологияи мувофиқ барои ин вуҷуд надорад. BASE-STEP як қадами пеш дар ин самт аст. Ин як дастгоҳи нисбатан паймонест, ки барои нигоҳдорӣ ва интиқоли антипротонҳо аз муассисаи CERN ба лабораторияҳо дар ҷойҳои дигар барои омӯзиши дақиқи антиматтер пешбинӣ шудааст. 24 октябри соли 2024, BASE-STEP як намоиши бомуваффақияти технологияро бо истифода аз протонҳои дармондашуда ҳамчун стенд барои антипротонҳо анҷом дод. Он як абри 70 протонро дар як мошини боркаш интиқол дод. Ин аввалин мисоли интиқоли зарраҳои фуҷур дар доми дубора истифодашаванда ва як қадами муҳим дар роҳи эҷоди хадамоти интиқоли зидди протон ба озмоишҳо дар лабораторияҳои дигар буд. Бо баъзе такмилҳо дар расмиёт, интиқоли антипротонҳо дар соли 2025 ба нақша гирифта шудааст.  

Дар ибтидо таркиши Калон ба миқдори баробар материя ва антиматерия ба вуҷуд омад. Ҳарду аз ҷиҳати хосиятҳо якхелаанд, танҳо он ки онҳо зарядҳои муқобил доранд ва лаҳзаҳои магнитии онҳо баръакс мебошанд.  

Материя ва антиматерия бояд зуд нобуд мешуданд ва дар паси коиноти холӣ боқӣ мемонданд, аммо ин тавр нашуд. Ҳоло дар коинот комилан материя ҳукмфармост, дар ҳоле ки антиматерия нест шуд. Чунин мешуморанд, ки байни заррачаҳои бунёдӣ ва антизарраҳои мувофиқи онҳо фарқияти номаълуме вуҷуд дорад, ки шояд ба зинда мондани материя оварда расонид, дар ҳоле ки антиматтер аз байн рафтааст, ки боиси асимметрияи материя-антиматер гардад.  

Мувофиқи симметрияи CPT (Заряд, паритет ва баргардонидани вақт), ки ҷузъи Модели стандартии физикаи зарраҳо мебошад, хосиятҳои асосии зарраҳо бояд ба хусусиятҳои зиддизарраҳои мувофиқи онҳо баробар ва қисман муқобил бошанд. Андозагирии таҷрибавии дақиқи баланди тафовут дар хосиятҳои асосӣ (масалан, массаҳо, зарядҳо, давомнокӣ ё лаҳзаҳои магнитӣ) зарраҳо ва антизарраҳои мувофиқи онҳо метавонанд барои фаҳмидани асимметрияи материя ва зидди модда кӯмак расонанд. Ин контексти CERN.Дар Барён Таҷрибаи Симметрияи Антибарион (БАС).   

Таҷрибаи BASE барои таҳқиқи симметрияи протони антипротон тавассути гузаронидани ченкунии дақиқи хосиятҳои (ба монанди лаҳзаи магнитии дохилии) антипротонҳо бо дақиқии фраксиявӣ бо тартиби қисман ба як миллиард тарҳрезӣ шудааст. Қадами навбатӣ муқоисаи ин ченакҳо бо арзишҳои мувофиқи протонҳо мебошад. Барои лаҳзаи магнитии дохилӣ, тамоми раванд ба андозагирии басомади Лармор ва басомади циклотрон асос ёфтааст.     

Дар айни замон, CERN Antiproton Decelerator (AD) ягона иншоотест, ки дар он антипротонҳо мунтазам истеҳсол ва нигоҳ дошта мешаванд. Ин антипротонҳо бояд дар ин ҷо дар муассисаи CERN омӯхта шаванд, аммо тағирёбии майдони магнитӣ, ки аз ҷониби суръатдиҳанда дар сайт тавлид мешавад, дақиқии ченкунии хосиятҳои антипротонро маҳдуд мекунад. Аз ин рӯ, интиқоли антипротонҳои дар AD истеҳсолшуда ба лабораторияҳо дар ҷойҳои дигар зарур аст. Аммо мубориза бо антиматерия осон нест, зеро онҳо ҳангоми тамос бо материя зуд нобуд мешаванд. Дар айни замон, технологияи мувофиқ барои интиқоли антипротонҳо ба лабораторияҳо дар ҷойҳои дигар барои тадқиқотчиён барои гузаронидани таҳқиқоти дақиқ вуҷуд надорад. BASE-STEP (Санҷишҳои симметрӣ дар таҷрибаҳо бо антипротонҳои сайёр) як қадами пеш дар ин самт аст.  

BASE-STEP як дастгоҳи нисбатан паймонест, ки барои нигоҳдорӣ ва интиқоли антипротонҳо аз муассисаи CERN ба лабораторияҳо дар ҷойҳои дигар барои омӯзиши дақиқи антиматтер пешбинӣ шудааст. Он зерлоиҳаи BASE буда, вазнаш тақрибан як тонна ва аз таҷрибаи аслии BSE тақрибан панҷ маротиба хурдтар аст.  

24 октябри соли 2024, BASE-STEP як намоиши бомуваффақияти технологияро бо истифода аз протонҳои дармондашуда ҳамчун стенд барои антипротонҳо анҷом дод. Он як абри 70 протонро дар як мошини боркаш интиқол дод. Ин аввалин мисоли интиқоли зарраҳои фуҷур дар доми дубора истифодашаванда ва як қадами муҳим дар роҳи эҷоди хадамоти интиқоли зидди протон ба озмоишҳо дар лабораторияҳои дигар буд. Бо каме такмил додани расмиёти интиқоли антипротон дар соли 2025 ба нақша гирифта шудааст.  

PUMA (antiProton Nostable Matter Annihilation) озмоиши дигари дорои табиати шабеҳ аст, вале ба ҳадафҳои дигар нигаронида шудааст. Мисли BASE-STEP, PUMA инчунин омода кардани доми интиқолшавандаро барои интиқоли антипротонҳо аз толори CERN Antiproton Decelerator (AD) ба иншооти ISOLDE барои истифода дар омӯзиши падидаҳои экзотикии физикаи ҳастаӣ дар бар мегирад.  

*** 

АДАБИЁТ:  

1. ЦЕРН. Хабарҳо - Таҷрибаи BASE ба сӯи антиматтери сайёр қадами калон мегузорад. Интишори 25 октябри соли 2024. Дар дастрас https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter  

2. ЦЕРН. Ҳисоботи тарҳи техникии BASE-STEP.  https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf 

3. Smorra C., et al 2023. ҚАДАМИ ПАСОСӢ: Обанбори интиқолшавандаи антипротон барои омӯзиши фундаменталии муштарак. Rev. Sci. Асбоб. 94, 113201. 16 ноябри соли 2023. ДОИ: https://doi.org/10.1063/5.0155492 

4. Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O. et al. PUMA, нестшавии моддаҳои ноустувори антиПротон. Ёвро. Физ. Ҷ.А 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x 

*** 

Мақолаҳои марбута 

• Чаро «материя» бар коинот ҳукмфармост, на «антиматер»? Дар ҷустуҷӯи чаро олам вуҷуд дорад (18 апрели 2020) 

• Ошкор кардани асрори асимметрияи материя-антиматерӣ дар коинот бо таҷрибаҳои ларзиши нейтрино (1 май 2020)  

• Коллайдерҳои зарраҳо барои омӯзиши "Коиноти хеле барвақт": коллайдери Муон нишон дод (31 октябр 2024)  

***