Мобильная ловушка для перемещения антиматерии между исследовательскими лабораториями

11.11.2020

Известно, что антиматерия - это субстанция, хранение и транспортировка которой сопряжены со многими трудностями из-за того, что она, эта антиматерия, сразу же стремится уничтожить материал контейнера, в который ее пытаются поместить. И недавно ученые группы BASE Европейской организации ядерных исследований CERN нашли способ безопасного перемещения антиматерии к научным инструментам в других лабораториях, где при ее помощи ученые будут пытаться "вскрыть" некоторые из фундаментальных тайн нашей Вселенной.

Установка Antimatter Decelerator (AD) является одним из немногих мест на Земле, где производится антиматерия. Однако специфика работы этой установки, в частности, используемые в ней сильнейшие магнитные поля, делают место ее расположения совсем неподходящим для проведения других экспериментов. И тут же встает проблема с транспортировкой антиматерии в другие места, более подходящие для проведения исследований.

Ученые группы BASE уже завершили проектирование мобильной ловушки, которая получила название BASE-STEP. В основе этой установки лежит принцип всем известной ловушки Пеннинга, в которой антипротоны удерживаются от контакта со стенами контейнера при помощи электрических и магнитных полей. Более того, в установке BASE-STEP используются две независимые ловушки Пеннинга, одна - для приема и выпуска антиматерии, а вторая - для ее длительного хранения в условиях глубокого вакуума.

Ученые CERN уже некоторое время используют новые модернизированные ловушки Пеннинга, которые способны хранить антипротоны на протяжении 400 суток. Для сравнения отметим, что аналогичные ловушки, использовавшиеся еще в 2011 году, обеспечивали время хранения антиматерии не более 16 минут. И большой проблемой, с которой довелось столкнуться ученым BASE, стала миниатюризация имеющихся ловушек с сохранением их свойств, т.е. без потерь во времени хранения антивещества.

Обе ловушки установки BASE-STEP находятся внутри сверхпроводящей обмотки магнита, вырабатывающего поле, силой в 1 Тесла. Это сильное магнитное поле предотвращает контакт антиматерии со стенками ловушек при ударах и толчках, неизбежно возникающих при транспортировке. Для поддержания криогенной температуры внутри ловушки и в обмотках магнита используется жидкий гелий, которого имеется запас, достаточный для нескольких часов хранения антиматерии. Размеры ловушки BASE-STEP составляют 1,9 х 1,6 х 0,8 м, а ее вес не превышает 1000 килограмм.

Как надеются ученые, исследования антивещества, облегченные и ускоренные за счет возможности его транспортировки, позволят, в конце концов, найти ответ на один из самых важных фундаментальных вопросов физики. Этот вопрос заключается в следующем - согласно имеющейся теории во время Большого Взрыва возникло равное количество материи и антиматерии. Сегодня же в доступной части окружающей нас Вселенной мы наблюдаем только обычную материю. Так что же именно привело к возникновению такого дисбаланса, и куда делась практически вся антиматерия?

<< Назад: Процессор на базе двумерного полупроводника 11.11.2020

>> Вперед: Искусственный бургер McPlant 10.11.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Новый тип инфракрасных поляритонов 28.08.2021 Международная группа ученых сообщила о первом наблюдении призрачных поляритонов, которые представляют собой новую форму поверхностных волн, несущих наноразмерный свет, сильно связанных с колебаниями материала и обладающих свойствами сильно коллимированного распространения. Исследовательская группа наблюдала эти явления на обычном материале - кальците - и показала, как призрачные поляритоны могут облегчить превосходный контроль инфракрасного наносвета для зондирования, обработки сигналов, сбора энергии и других технологий. В последние годы нанофотоника в инфракрасном и терагерцовом диапазонах стала важной для высокочувствительных, сверхкомпактных технологий с низкими потерями для биомолекулярной и химической диагностики, датчиков, связи и других приложений. Платформы из наноматериалов, которые могут способствовать усиленному взаимодействию легкой материи на этих частотах, стали важными для этих технологий. В недавних работах использовались низкоразмерные ван-дер-ваальсовы материалы, такие как графен, гексагональный нитрид бора и триоксид молибдена в альфа-фазе (альфа-MoO3), из-за их весьма экзотической реакции на ограниченный свет на наноуровне. Однако эти появляющиеся наноматериалы требуют сложных методов нанопроизводства, что препятствует крупномасштабным нанофотонным технологиям. Поляритоника - это наука и технология использования сильных взаимодействий света с веществом, и она произвела революцию в оптических науках за последние несколько лет. "Мы использовали сканирующую ближнепольную оптическую микроскопию рассеивающего типа (s-SNOM), чтобы исследовать эти призрачные поляритоны, - сказал первый автор Вейлян Ма, доктор философии, кандидат в HUST. - Удивительно, но мы продемонстрировали лучевое распространение наносвета на расстоянии до 20 микрометров, что является рекордным расстоянием для поляритонных волн при комнатной температуре".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025