Antimadde artık taşınabiliyor. CERN’deki BASE deneyi bilim insanları bir ilke imza attı. Ekip, antiprotonlarla dolu bir tuzağı bir kamyon içerisinde laboratuvarın ana yerleşkesi boyunca başarıyla taşıdı. Araştırmacılar, yenilikçi ve taşınabilir bir kriyojenik Penning tuzağı içerisinde 92 antiprotondan oluşan bir bulut biriktirmeyi başardılar. Ardından bu tuzağı deneysel tesisten ayırarak bir kamyona yüklediler. Taşıma işlemi bittikten sonra da deney operasyonuna sorunsuz şekilde devam ettiler.
Antimadde, madde ile temas ettiği anda yok olduğu için korunması son derece güçtür. Bu zorluk göz önüne alındığında, elde edilen başarı fizik dünyasında olağanüstü bir teknik kazanım olarak değerlendiriliyor.
Evrensel Dengesizliğin Peşinde
Antimadde, elektrik yükü ve manyetik momenti tersine çevrilmiş olması dışında normal maddeyle neredeyse özdeş olan, doğada bulunan bir parçacık sınıfıdır. Fizik yasalarına göre Büyük Patlama’nın eşit miktarda madde ve antimadde üretmiş olması gerekirdi. Bu durumda zıt parçacıklar birbirini yok etmeli ve geriye boş bir evren kalmalıydı. Ancak evrenimiz ağırlıklı olarak maddeden oluşuyor ve bu dengesizlik onlarca yıldır bilim insanlarını meşgul ediyor. Fizikçiler, maddenin neden hayatta kaldığını ve antimaddenin neden neredeyse tamamen yok olduğunu açıklayabilecek gizli farklar olduğundan şüpheleniyorlar.
Antimadde Fabrikasında Ölçüm Zorlukları ve Taşıma İhtiyacı
CERN’in “antimadde fabrikası”, dünyada antiprotonların üretilebildiği ve incelenebildiği tek yerdir. Burada birbirini izleyen iki yavaşlatıcı bulunur: Antiproton Yavaşlatıcısı (AD) ve Ekstra Düşük Enerjili Antiproton halkası (ELENA). Bu sistemler deneyler için düşük enerjili antiprotonlar sağlar. Enerji ne kadar düşükse, parçacıkların depolanması o kadar kolaylaşır.
Bu deneyler arasında yer alan BASE, önemli bir rekorun sahibidir. Deney, antiprotonları bir yıldan fazla süreyle hapsetme konusunda dünya rekorunu elinde tutuyor. Ancak ekip şimdi yeni bir sorunla karşı karşıya. BASE Sözcüsü Stefan Ulmer durumu şöyle açıklıyor:
“BASE’in bulunduğu CERN’in ‘antimadde fabrikasındaki’ makineler ve ekipmanlar, manyetik alan dalgalanmaları üretiyor. Bu durum, hassas ölçümlerimizi ne kadar ileri götürebileceğimizi sınırlıyor. Söz konusu dalgalanmalar Dünya’nın manyetik alanından 20.000 kat daha küçüktür. Ancak BASE’de yapılan ölçümlerin hassasiyeti o kadar yüksektir ki, antiprotonun temel özelliklerini anlamak için deneyi binanın dışına çıkarmak gerekecektir.”
BASE-STEP: 1000 Kilogramlık Teknolojik Sıçrama
Bu sorunu aşmak için antiprotonları depolamak ve taşımak üzere tasarlanmış bir aparat olan BASE-STEP tuzağı geliştirildi. BASE-STEP Lideri Christian Smorra, elde edilen sonucun önemini şu sözlerle vurguluyor:
“BASE-STEP ile amacımız antiprotonları yakalayıp CERN içindeki özel bir alanda, HHU’ya, Leibniz Üniversitesi Hannover’e ve maalesef antimadde fabrikasında mümkün olmayan yüksek hassasiyetli antiproton ölçümlerini yapabilecek diğer laboratuvarlara ulaştırabilmektir. Geçen yıl protonlarla projenin fizibilitesini doğrulamıştık, ancak bugün antiprotonlarla başardığımız şey hedefimize doğru dev bir sıçramadır.”
Yaklaşık 1000 kilogram ağırlığındaki BASE-STEP; süper iletken bir mıknatıs, sıvı helyum kriyojenik soğutma, güç rezervleri ve antiparçacıkları hapseden bir vakum odasından oluşuyor. Cihaz, bir kamyona yüklenebilecek ve sıradan laboratuvar kapılarından geçebilecek kadar küçük, aynı zamanda taşıma sırasındaki sarsıntılara ve titreşimlere dayanacak kadar sağlam tasarlandı.
Bir Sonraki Durak Almanya: Antimadde Transferi ve Gelecek
Ekibin bir sonraki hedefi, antiprotonları Almanya’daki Heinrich Heine Üniversitesi’ne (HHU) ulaştırmaktır. Christian Smorra, bu yolculuğun en az 8 saat süreceğini belirtiyor:
“Bu durum, tuzağın süper iletken mıknatısını bu süre boyunca 8,2 K sıcaklığın altında tutmamız gerektiği anlamına geliyor. Sıvı helyuma ek olarak, kamyonda bir dondurucuyu besleyecek bir jeneratöre ihtiyacımız olacak. Şu an bu olasılığı araştırıyoruz.”
En büyük zorluk ise varış noktasında antiprotonları yok etmeden deneye transfer etmek olacak. CERN Araştırma ve Bilgi İşlem Direktörü Gautier Hamel de Monchenault, süreci şöyle özetliyor:
“Antimadde taşımacılığı öncü ve iddialı bir proje. BASE iş birliğini bu etkileyici dönüm noktasından dolayı tebrik ediyorum. Antimadde anlayışımızı daha da derinleştirmemize izin verecek heyecan verici bir bilimsel yolculuğun başındayız.”
Haberi Derleyen: Dilara SİPAHİ
KAYNAKÇA:
www.interactions.org/press-release/BASE-experiment-at-CERN-succeeds-in-transporting-antimatter