Pierwszy transport antymaterii w historii. CERN wrzuci ją na pakę ciężarówki

Antymateria to najdelikatniejsza i najdroższa substancja na świecie. Jej skupisko spoczywa w samym sercu Antimatter Factory w CERN, zamknięty w urządzeniu o rozmiarach szafki na dokumenty. Wewnątrz, w niemal idealnej próżni, chronione przez potężne pola magnetyczne, w absolutnym bezruchu czekają antyprotony, których jedynym zadaniem jest przetrwanie nadchodzącej podróży. Już w najbliższy wtorek (24 marca) zostaną one załadowane na ciężarówkę i ruszą w drogę.

Eksperyment zakłada przewiezienie około setki cząstek antymaterii na pace ciężarówki. Najpierw zrobi ona 20-minutową trasę po pętli o długości 4 km wokół kampusu Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych. Jeśli ta próba zakończy się sukcesem, otworzy to drogę do stworzenia ekskluzywnej usługi kurierskiej, która w przyszłości połączy laboratorium w Genewie z placówkami naukowymi w całej Europie.

Zadanie jest jednak ekstremalnie trudne. To nie węgiel ani kartofle, które można rzucić na pakę. Antymateria w kontakcie z jakąkolwiek zwykłą materią ulega natychmiastowej anihilacji, uwalniając przy tym energię. Choć antycząstki mają te same właściwości co ich materialne odpowiedniki (poza przeciwnym ładunkiem elektrycznym) ich przechowywanie wymaga całkowitej izolacji od otoczenia, co stanowi największe wyzwanie techniczne.

W dziełach popkultury antymateria często pokazywana jest jako surowiec do budowy niszczycielskiej broni albo praktycznie niewyczerpane źródło energii pozwalające na podróże międzygalaktyczne. W rzeczywistości jednak ta dziwna substancja towarzyszy nam na co dzień w bardzo małych ilościach. Emitują ją choćby... banany, które zawierają mikroskopijną ilość radioaktywnego izotopu potasu-40. Gdy się rozpada, emituje on pozyton, czyli antycząstkę elektronu, co około 75 minut. Podręczny generator antymaterii można więc kupić w każdym spożywczaku. Kiedy taki pozyton uderza w elektron wewnątrz owocu lub w powietrzu, dochodzi do anihilacji. Dzieje się to jednak na tak małą skalę, że jest zupełnie niegroźne dla człowieka.

Antycząstki znajdują też praktyczne zastosowanie w medycynie, na przykład w pozytonowej tomografii emisyjnej (PET). W CERN powstają one w wyniku zderzeń wysokoenergetycznych protonów z gęstym metalowym celem, po czym są spowalniane i chwytane w specjalne pułapki. Pozostają one uwięzione w specjalnych komorach, w których panuje próżnia, a silne pola magnetyczne trzymają je w ryzach, tak aby nie wchodziły w kontakt ze zwykłą materią. To skończyłoby się ich anihilacją, czyli unicestwieniem i przemianą w czystą energię.

Aby bezpiecznie przewieźć ten nietypowy ładunek, inżynierowie również posłużą się pułapką zamontowaną na pace ciężarówki. Wykorzystuje ona ultrawysoką próżnię schłodzoną do -269 °C oraz silne pola elektryczne i magnetyczne, które będą trzymać antyprotony w centrum naczynia, chroniąc je przed wstrząsami podczas jazdy. Wbudowane akumulatory wystarczą jedynie na 4 godziny pracy, dlatego pojazd musi być wyposażony w dodatkowy generator prądu.

Ze względu na duże wymagania co do warunków przechowywania naukowcy byli dotąd ograniczeni do badania antycząstek na miejscu. Hamowało to postępy prac, ale dzięki transportowi badania nad tą dziwną substancją będzie można prowadzić także poza Genewą. A po co to właściwie robić?

Według obecnych modeli podczas Wielkiego Wybuchu materia i antymateria powstały w równych ilościach, jednak dzisiejszy wszechświat jest asymetryczny i zdominowany przez zwykłą materię (jest też ciemna materia, ale nie wiadomo, czy istnieje ciemna antymateria). Naukowcy nie wiedzą, dlaczego tak jest. Rozwiązanie tej kosmicznej zagadki wymaga badań o ogromnej precyzji, które można prowadzić w licznych europejskich ośrodkach.

"Chcemy móc dostarczać antymaterię do wyspecjalizowanych laboratoriów w Heinrich Heine University w Düsseldorfie, gdzie będziemy mogli badać ją z tysiąckroć wyższą precyzją" - skomentował Christian Smorra, lider projektu BASE-STEP.

Planowany przejazd może budzić skojarzenia z thrillerami naukowymi, w których coś idzie nie tak i ludzkości grozi niebezpieczeństwo. Eksperci jednak uspokajają - 24 marca przewiezione zostanie zaledwie około miliarda bilionowej części grama antymaterii. Nawet w przypadku całkowitej anihilacji uwolniona energia byłaby tak znikoma, że transport nie wymaga nawet specjalnych oznaczeń radiologicznych.