24 марта 2026 года в ЦЕРН под Женевой произошло событие, похожее на сюжет фантастического фильма. Физики эксперимента BASE загрузили в грузовик ловушку с антиматерией и провезли её по территории лаборатории. Внутри находились 92 антипротона, и все они пережили поездку. Это первый в истории перевоз антипротонов по дороге.
Почему антиматерию так трудно хранить
У каждой частицы есть античастица-двойник. У протона это антипротон. Масса у них одинаковая, а электрический заряд противоположный. Если антипротон встретит обычное вещество, например молекулу воздуха или стенку сосуда, обе частицы аннигилируют, то есть превратятся в энергию. Поэтому хранить антиматерию в обычной банке нельзя.
Её держат в ловушке Пеннинга. Это камера с очень глубоким вакуумом, в которой заряженные частицы удерживаются сильным магнитным и электрическим полем и не касаются стенок. В ЦЕРН антипротоны получают на «фабрике антиматерии», единственной в мире установке, которая производит и замедляет их в таких количествах.
Зачем куда-то везти
Эксперимент BASE сравнивает свойства протонов и антипротонов, в первую очередь их магнитный момент. Эта величина показывает, насколько частица похожа на крошечный магнит. По современной теории у частицы и античастицы эти величины должны совпадать с точностью до знака. Если найти хоть малейшее различие, это может помочь ответить на один из главных вопросов космологии. Почему после Большого взрыва вещество не уничтожилось с антивеществом полностью и наш мир состоит из обычной материи?
Измерения нужно делать с огромной точностью, а рядом с ускорителями это мешает: оборудование фабрики антиматерии создаёт колебания магнитного поля. «Если мы хотим глубже понять фундаментальные свойства антипротонов, нам нужно выехать», — объясняет руководитель коллаборации BASE Штефан Ульмер. Цель — доставлять антипротоны в тихие прецизионные лаборатории, например в Университет имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе и Ганноверский университет имени Лейбница.
Ловушка на колёсах
Для этого команда построила переносную ловушку BASE-STEP. В неё входят сверхпроводящий магнит, охлаждение жидким гелием, запас электропитания и вакуумная камера. Весит вся установка почти тонну, но при этом проходит в обычные лабораторные двери и выдерживает тряску и вибрации в дороге. Магнит нужно держать при температуре ниже 8,2 кельвина, то есть примерно минус 265 градусов Цельсия.
Сначала, в 2025 году, систему проверили на обычных протонах. Затем антипротоны продержали в ловушке две недели без потерь. А 24 марта ловушку с антипротонами погрузили в грузовик и провезли по кольцевому маршруту по основной площадке ЦЕРН в Мерене. «Это замечательное достижение», — сказал руководитель проекта STEP Кристиан Сморра, учитывая, насколько трудно сохранить антиматерию.
Что ещё предстоит
Пока ловушка может работать автономно около четырёх часов. Этого хватает для поездок по окрестностям ЦЕРН, но дорога до Дюссельдорфа займёт больше восьми часов. Поэтому команда хочет поставить на грузовик генератор, который будет питать холодильную машину вместо запаса жидкого гелия.
Есть и вторая задача, может быть, даже более сложная. Довезти антипротоны мало, их нужно ещё без потерь переселить из транспортной ловушки в измерительную установку на месте. Методы для этого пока разрабатываются.
Если всё получится, антиматерия перестанет быть «привязанной» к одной лаборатории в мире. Технология может пригодиться и для других экспериментов. Например, по словам научного директора немецкого центра GSI Томаса Нильссона, так можно будет перевозить между институтами тяжёлые многозарядные ионы для проверок квантовой физики.
Источники
Наука ближе, когда обсуждаем вместе.
Новые материалы, вопросы и подборки — в нашем Telegram.
