De Big Bang huet gläiche Quantitéiten u Matière an Antimaterie produzéiert, déi sech géigesäiteg sollen annihiléiert hunn an en eidelen Universum hannerloossen. Wéi och ëmmer, Matière huet iwwerlieft an dominéiert den Universum wärend Antimaterie verschwonnen ass. Et gëtt ugeholl datt e puer onbekannten Ënnerscheeder an Basiseigenschaften tëscht Partikelen an entspriechend Antipartikelen dofir verantwortlech sinn. Héich Präzisioun Miessunge vu fundamentalen Eegeschafte vun Antiprotonen hunn Potenzial fir Verständnis vun der Matière-Antimaterie Asymmetrie ze beräicheren. Et erfuerdert Versuergung vun Antiprotonen. De Moment ass den CERN Antiproton Decelerator (AD) déi eenzeg Ariichtung wou Antiprotone produzéiert a gelagert ginn. Et ass net méiglech héich Präzisiounsstudien vun Antiprotonen no bei AD duerchzeféieren wéinst Magnéitfeldschwankungen generéiert vu Beschleuniger. Dofir ass den Transport vun Antiprotonen vun dëser Ariichtung an aner Laboratoiren en Imperativ. Am Moment gëtt et keng gëeegent Technologie fir dat ze maachen. BASE-STEP ass e Schrëtt no vir an dës Richtung. Et ass e relativ kompakt Apparat entworf fir Antiprotonen vun der CERN Ariichtung an Laboratoiren op anere Plazen ze späicheren an ze transportéieren fir héich Präzisiounsstudien vun Antimaterie. De 24. Oktober 2024 huet de BASE-STEP eng erfollegräich Technologiedemonstratioun duerchgefouert mat agespaarte Protonen als Stand-in fir Antiprotonen. Et huet eng Wollek vu 70 Protonen lokal an engem Camion transportéiert. Dëst war éischt Instanz vum Transport vu lockere Partikelen an enger wiederverwendbarer Fal an e wichtege Schrëtt fir d'Schafung vun engem Antiproton-Liwwerungsservice fir Experimenter an anere Laboratoiren. Mat e puer Verfeinerungen an de Prozeduren sinn Antiprotone geplangt fir am Joer 2025 ze transportéieren.
Am Ufank huet de Big Bang gläiche Quantitéiten un Matière an Antimaterie produzéiert. Béid sinn identesch an Eegeschaften, just datt se Géigendeel Ladungen hunn, an hir magnetesch Momenter sinn ëmgedréint.
D'Matière an d'Antimaterie sollten séier annihiléiert hunn, en eidelen Universum hannerloossen, awer dat ass net geschitt. Den Universum gëtt elo total vun der Matière dominéiert wärend Antimaterie verschwonnen ass. Dëst gëtt geduecht datt et e puer onbekannten Ënnerscheed tëscht fundamentale Partikelen an hire entspriechende Antipartikelen ass, déi zum Iwwerliewe vun der Matière gefouert hunn, während Antimaterie eliminéiert gouf, wat zu Matière-Antimaterie Asymmetrie féiert.
Laut CPT (Charge, Parity, and Time Reversal) Symmetrie, déi Deel vum Standard Model vun der Partikelphysik ass, sollten d'Basiseigenschaften vun de Partikel gläich sinn an deelweis entgéint der vun hiren entspriechende Antipartikelen. Héichpräzis experimentell Miessunge vun Differenzen an de Grondeigenschaften (wéi Massen, Ladungen, Liewensdauer oder magnetesche Momenter) vun de Partikelen an hiren entspriechende Antipartikelen kënne hëllefen d'Materie-Antimaterie Asymmetrie ze verstoen. Dëst ass de Kontext vun CERNsenger Baryon Antibaryon Symmetry Experiment (BASE).
BASE Experiment gouf entwéckelt fir d'Proton Antiproton Symmetrie z'ënnersichen andeems se héichpräzis Miessunge vun Eegeschaften (wéi intrinsesche magnetesche Moment) vun Antiprotonen mat enger Fraktiounspräzisioun an Uerdnung vun Deel-pro-Milliard ausféieren. De nächste Schrëtt ass de Verglach vun dëse Miessunge mat de entspriechende Wäerter fir Protonen. Fir intrinsesche magnetesche Moment baséiert de ganze Prozess op Miessunge vun der Larmor Frequenz an der Cyklotronfrequenz.
De Moment ass CERN's Antiproton Decelerator (AD) déi eenzeg Ariichtung wou Antiprotone routinéiert produzéiert a gelagert ginn. Dës Antiprotone mussen hei an der CERN Ariichtung studéiert ginn, awer d'Magnéitfeldschwankungen, déi vum Beschleuniger op der Plaz generéiert ginn, beschränken d'Präzisioun vu Miessunge vun den Antiprotoneigenschaften. Dofir ass d'Imperativ fir Antiprotone produzéiert bei AD an Laboratoiren op anere Plazen ze transportéieren. Awer Antimaterie ass net einfach ze këmmeren, well se séier annihiléieren wann se a Kontakt mat Matière kommen. Am Moment gëtt et keng gëeegent Technologie fir Antiprotonen an Laboratoiren op anere Plazen ze transportéieren fir Fuerscher héich Präzisiounsstudien ze maachen. BASE-STEP (Symmetrie Tester an Experimenter mat Portable Antiprotonen) ass e Schrëtt no vir an dës Richtung.
BASE-STEP ass e relativ kompakten Apparat entworf fir Antiprotonen vun der CERN Ariichtung op Laboratoiren op anere Plazen ze späicheren an ze transportéieren fir héich Präzisiounsstudien vun der Antimaterie. Et ass en Ënnerprojet vu BASE, waacht ongeféier eng Tonn an ass ongeféier fënnef Mol méi kleng wéi ursprénglech BSE Experiment.
De 24. Oktober 2024 huet BASE-STEP eng erfollegräich Technologiedemonstratioun duerchgefouert, mat agespaarte Protonen als Stand-in fir Antiprotonen. Et huet eng Wollek vu 70 Protonen lokal an engem Camion transportéiert. Dëst war éischt Instanz vum Transport vu lockere Partikelen an enger wiederverwendbarer Fal an e wichtege Schrëtt fir d'Schafung vun engem Antiproton-Liwwerungsservice fir Experimenter an anere Laboratoiren. Mat e puer Verfeinerung vun de Prozeduren ass den Transport vum Antiproton am Joer 2025 geplangt.
PUMA (AntiProton Unstable Matter Annihilation) ass en anert Experiment vun ähnlecher Natur awer zielt op en anert Zil. Wéi BASE-STEP involvéiert PUMA och d'Virbereedung vun enger transportabeler Fal fir Antiprotonen aus dem CERN's Antiproton Decelerator (AD) Hal op seng ISOLDE Ariichtung ze réckelen fir ze benotzen an der Studie vun exoteschen Nuklearphysik Phänomener.
***
Referenzen:
- CERN. News - BASE Experiment hëlt e grousse Schrëtt a Richtung portable Antimaterie. Gepost 25. Oktober 2024. Disponibel um https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter
- CERN. Technesch Design Rapport vun BASE-STEP. https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf
- Smorra C., et al 2023. BASE-STEP: A transportable Antiproton Reservoir fir fundamental Interaktioun Studien. Rev. Sci. Instrument. 94, 113201. 16. November 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155492
- Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O., et al. PUMA, AntiProton onbestänneg Matière Annihilatioun. Eur. Phys. J. A. 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x
***
Verbonnen Artikelen
- Firwat 'Matière' dominéiert den Universum an net 'Antimatter'? An der Quest vun Firwat Universum existéiert (18 Abrëll 2020)
- Entdeckt d'Mystère vun der Matière-Antimatter Asymmetrie vum Universum mat Neutrino Oszillatiounsexperimenter (1 Mee 2020)
- Partikelkollidere fir Studie vum "Very early Universum": Muon Kollider demonstréiert (31 Oktober 2024)
***
