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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Открыто новое экзотическое состояние материи 24.12.2017 Сколько существует форм материи? Большинство ответят - твердая, жидкая и газообразная. Некоторые вспомнят еще плазму. Однако, как оказалось, это еще не все. Разумеется, есть экзотическая "темная материя", которую до сих пор не нашли, есть кварк-глюонная плазма, вырожденный газ, глазма и прочее, но это слишком специфические вещи, интересные только ученым. Однако в Гейдельбергском университете обнаружено еще одно состояние, которое теоретически может дать возможность создания сверхпроводников. Газ из ультрахолодных атомов заключили в двухмерные ловушки, созданные сфокусированными лазерными лучами. Затем ученые измерили при помощи радиочастотной спектроскопии атомов на радиоволновый импульс. Он позволил им понять, были ли эти частицы спарены и каким образом. Это и позволило обнаружить экзотическое состояние материи, в котором конституентные частицы соединяются в пары, когда их ограничивают до двух измерений. При этом интересно, что спаривание фермионов происходит при температурах, в несколько раз выше критической, хотя должно происходить только при температуре сверхпроводимости. Пока что, разумеется, рано говорить о сверхпроводнике при комнатной температуре, однако не исключено, что именно в этом кроется разгадка. Кроме этого, исследование показало, что материалы, которые становятся сверхпроводящими при относительно высоких температурах, обладают слоистой структурой. Это значит, что электроны могут двигаться только в двух измерениях. Отметим, что сами ученые до сих пор не могут найти связи между спариванием и повышением температуры.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025