Evrenin büyük bir kısmını oluşturan madde, herhangi bir antimadde varlığının ömrünün çok kısa sürmesine neden oluyor. Bu nedenle antimaddeyi incelemek bilim insanları için son derece zorlayıcıydı. Ancak son yıllarda CERN'de kurulan özel tesisler sayesinde bu durum değişmeye başladı. CERN, antimadde üreten ve onu tuzağa düşürerek hapseden tesisler sayesinde, antiprotonlar ve hatta tam anti-atomlar üzerinde detaylı çalışmalar yapılmasına imkan tanıdı.
Ancak, antimaddeyi yakalamak için kullanılan donanımlar, ölçümlerin hassasiyetini sınırlayan elektromanyetik alan gürültüsü üretiyor. Bu sorunu aşmak için CERN bilim insanları, antimaddeyi üretim alanından uzağa taşımanın yollarını aramaya başladı. Bu arayış, antimaddeyi bir kamyonla Avrupa'daki farklı laborvarlara ulaştırmayı mümkün kılacak özel bir taşıma konteynerinin geliştirilmesine yol açtı.
Antimadde Taşımacılığı İçin Özel Konteyner
CERN'in karşılaştığı temel sorun, kendi üretim donanımından kaynaklanıyordu. Antimadde, yüksek enerjili parçacık demetlerinin sabit bir hedefe çarpmasıyla üretiliyor. Ortaya çıkan anti-parçacıklar yüksek enerji taşıdığı için, onları hapsetmek için yüklü antimadde parçacıklarına etki edebilen elektromanyetik alanlar kullanılarak yavaşlatılmaları gerekiyor. Ne yazık ki, antimadde üzerinde yapmak istediğimiz pek çok ölçüm, harici manyetik alan gürültüsüne karşı son derece hassas.
Kısacası, antimaddeyi yavaşlatan donanım, alabileceğiniz ölçümlerin hassasiyetini kısıtlıyor.
Açık çözüm, antimaddeyi üretim alanından uzağa taşımaktı. Ancak bu, hızlı bir şekilde karmaşıklaşıyor. Antimaddeyi hapsedecek cihazın aşırı vakumda tutulması, antimaddenin konteynerin duvarlarına çarpmasını engelleyen elektromanyetik alanları üretmek için süperiletken malzemelere ihtiyaç duyması gerekiyor. Tüm bunlar, önemli bir güç kaynağı ve süperiletkenleri çalışır durumda tutmak için sıvı helyum stoğu anlamına geliyor. Standart bir nakliye konteyneri bu iş için kesinlikle uygun değil.
Bu nedenle CERN ekibi, iki metre uzunluğunda portatif bir hapsetme cihazı geliştirdi. Bir ucunda, mevcut tesisten üretilen parçacık demetine bağlanmasını sağlayan bir bağlantı noktası bulunuyor. Bu bağlantı, süperiletken bir mıknatısla çevrelenmiş hapsetme alanına ulaşıyor. Cihazın diğer bölümlerinde, kesintisiz güç kaynağı sağlamak için bataryalar ve tüm sistemi çalıştırmak için gereken elektronikler yer alıyor. Tüm düzenek, taşıma amacıyla vinçlere bağlanabilen kaldırma noktaları içeren metal bir çerçeve içine yerleştirildi.
Sistemin çalışıp çalışmadığını doğrulamak için ekip, (üretimi daha kolay olan) protonları kullanarak bir test gerçekleştirdi. Tesis içindeki iki vinç ve ağır hizmet tipi dört tekerlekli bir araba, konteyneri yükleme iskelesine taşıdı ve burada bir kamyona aktarılarak CERN'in Meyrin kampüsü çevresinde kısa bir tura çıkarıldı. Çalışmayı anlatan makaledeki haritaya göre, protonlar Fransa'da yola çıktı ancak kısaca İsviçre sınırını geçti. Toplamda 4 kilometrenin biraz altında yol kat ettiler ve 40 km/saatin üzerinde hızlara ulaştılar.
Yollara Çıkış
Genel olarak, taşıma boyunca donanım soğuk kaldı, genellikle 5 Kelvin'in biraz üzerinde bir sıcaklıkta seyretti. Sistem, antimadde kaynağı donanımına yeniden bağlandığında ve CERN'deki elektrik sistemine tekrar bağlandığında sıcaklık artışları yaşandı, ancak süperiletken mıknatıslar 7 Kelvin'in oldukça altında kaldı.
Kamyon hareket halindeyken donanımın karşılaştığı kuvvetleri izlemek için bir ivmeölçer kullanıldı. Bu, kamyonun hızındaki değişikliklerin sıvı helyumda türbülans yarattığını ve varlığının ölçülmesini güvenilmez hale getirdiğini gösterdi. Sistem yeniden bağlandığında seviyeler maksimumun yaklaşık yüzde 75'inden yüzde 30'a düşmüştü; bu da sıvı helyumun nakliyede ana sınırlayıcı faktör olduğunu düşündürüyor.
Sistem taşınırken yapılan ölçümler, tüm sürecin kayıpsız gerçekleştiğini, yani taşıma boyunca tek bir protonun bile kaçmadığını ortaya koydu.
Şimdi eksik olan tek şey, antimaddenin teslim edilebileceği başka bir CERN deneyi. Muhtemelen ekip, etrafta çok az başıboş elektromanyetik alan bulunan bir binada laboratuvar alanı arıyor. Ancak ekibin daha büyük hedefleri var. Almanya'nın Düsseldorf şehrinde, antiproton deneyleri için yeni bir tesis inşa ediliyor. Burası, karayoluyla yaklaşık 800 kilometre ve sekiz saat uzaklıkta. Eğer teslimat başarılı bir şekilde gerçekleştirilebilirse - ki görünüşe göre sadece sıvı helyum tedarikine bağlı olarak çalışmaya hazırız - Almanya'daki yeni tesis, CERN'de şimdiye kadar elde edilenlerden 100 kat daha hassas ölçümlere olanak sağlayacak.
