CERNi 92 antiprotoni elasid teekonna üle

CERN-i füüsikud ühendasid 24. märtsil 2026 laboriseadmetest lahti 850-kilogrammise aparaadi, tõstsid selle veokile ja sõidutasid pool tundi mööda Genfi teaduslinnakut. Seadme sees hõljusid elektri- ja magnetväljade toel 92 antiprootonit, mis ei tohi hävinemise vältimiseks kordagi puutuda kokku tavalise ainega. Pärast sõitu tuvastasid instrumendid, et ükski osake ei läinud kaduma. Sama rühm jätkas nende osakestega tööd veel üle kuu aja. Tegemist oli esimese kontrollitud antiaine maanteetranspordiga, mis tähistab aastaid ette valmistatud katse õnnestumist.

Miks vedada antiainet veokiga?

Antiprooton on prootoni peegelkujutis: mass on sama, kuid elektrilaeng vastupidine. Kokkupuutel tavalise ainega mõlemad annihileeruvad ehk hävivad, mistõttu ei saa neid hoida tavalises mahutis. Antiprootoneid on võimalik vangistada vaid elektromagnetväljade abil ning ainus koht, kus neid eksperimentideks regulaarselt toodetakse, on CERN-i antiainetehas.

See tekitab aga probleemi. CERN on tiheda töögraafikuga kiirendikompleks, kus ümbritsevad magnetid ja elektrisüsteemid tekitavad muutuvaid taustvälju. Eksperiment nimega BASE peab aga mõõtma erakordselt nõrku sagedussignaale. Taustmüra seab piiri sellele, kui täpselt suudab meeskond võrrelda prootoneid ja antiprootoneid. See võrdlus paneb proovile füüsika ühe alustala – CPT-sümmeetria, mille kohaselt peaksid osakesel ja selle antiosakesel olema identne mass ning võrdsed, kuid vastupidised magnetomadused.

Kiirendimürast isoleeritud vaiksem labor võimaldaks täpsemaid mõõtmisi, kuid sellises kohas pole võimalik antiprootoneid toota. Lahenduseks on „kuller“: kaasaskantav lõks BASE-STEP, mis täidetakse CERN-is ja viiakse mõõtmisteks rahulikuma keskkonnaga laborisse.

7,5 kilomeetrit 30 minutiga

Lõks koosneb ülijuhtivast magnetist, mis sunnib laetud osakesed spiraalselt liikuma, ja elektroodidest, mis moodustavad otstesse elektrilised barjäärid. Antiprootonid tiirlevad selles süsteemis ilma pindadega kokku puutumata. Kogu seade asub vaakumkambris, kus töörühma teatel saavutati projekteeritust tunduvalt madalam jääkrõhk. See muudab kokkupõrked ekslevate gaasimolekulidega üliharvaks.

Märtsikuine transport kulges ligi 7,5-kilomeetrisel marsruudil ümber CERN-i Meyrini linnaku. Teadlased eraldasid antiainetehasest 92 antiprootonit ja laadisid need transpordilõksu. Seejärel ühendati lahti väline toide ja jahutussüsteemid, tõsteti mahuti kraanaga veokile ning asuti teele. Pärast poolt tundi jõudis auto tagasi. Seade ühendati uuesti laborivõrku ning antiprootonid olid alles ja juhitavad veel üle kuu aja.

Sõidu ajal jälgis meeskond osakeste olemasolu peegelvoolu detekteerimise meetodil: tiirlevad osakesed tekitavad elektroodides nõrku elektrisignaale. See võimaldab veenduda, et osakesed on lõksus, ilma et seadet peaks avama (CERN-i pressimaterjalid).

Pikem tee ees

16. septembril 2026 ajakirjas Nature avaldatud teadusartikkel kinnitab, et kaasaskantav lõks suudab taluda vooluvõrgust lahtiühendamist, maanteevibratsiooni ja uuesti ühendamist ilma tuvastatava antiprootonite kaota. See on oluline samm edasi: seni polnud keegi tõestanud, et selline transport on võimalik ehtsa antiaine, mitte ainult tavaliste osakestega.

Järgmine eesmärk on viia antiaine Heinrich Heine nimelisse Düsseldorfi ülikooli. See teekond kestaks kaheksa kuni kaksteist tundi, mis on tunduvalt nõudlikum kui tiir ümber teaduslinnaku. Töörühm peab suutma hoida lõksu süsteeme autonoomselt töös palju kauem ning demonstreerima osakeste ümberlaadimist sihtkoha vastuvõtulõksu. Kas vaiksem labor ka tegelikult mõõtmistäpsust parandab, on transporditehnoloogiast eraldiseisev küsimus.

CERN-i katsesõit tõestas, et lühiajaline transport on võimalik ilma antiprootonite kaota ning osakesed jäävad pärast seda manipuleeritavaks. See ei tähendanud veel antiaine tarnimist teise laborisse ega mõõtmistäpsuse kasvu. Teaduslik tulemus, mis kogu pingutust õigustab, ootab alles pikema maantee ja pikema sõidu lõpus.