ذرات شکننده که در محفظهای فوقپیشرفته و فوقسرد نگهداری میشدند، جابهجایی کوتاه با کامیون را بدون تماس با ماده عادی پشت سر گذاشتند؛ تماسی که آنها را در لحظهای به درخششی از انرژی محو میکرد.
یک سفر کوتاه با کامیون، یک جهش بزرگ برای فیزیک ذرات.
آگهی
آگهی
دانشمندان برای نخستین بار پادماده، یعنی برخی از کمیابترین ذرات جهان، را از آزمایشگاه بیرون آورده و در قالب یک آزمایش بهدقت کنترلشده با کامیون به جاده فرستادهاند؛ آزمایشی که میتواند روش مطالعه آن را دگرگون کند.
در کارخانه پادماده سرن نزدیک ژنو، پژوهشگران در جریان یک آزمایش چهار ساعته برای اثبات امکان جابهجایی ایمن این ذرات، حدود ۱۰۰ پادپروتون را در یک محفظه مخصوص با کامیون منتقل کردند.
پادماده به شهرتی شکننده است. اگر پادپروتونها حتی برای کسری از ثانیه با ماده معمولی تماس پیدا کنند، نابود میشوند و انرژی آزاد میکنند.
برای جلوگیری از این تماس، پادپروتونها درون جعبهای مکعبی با ابعاد تقریبی یک متر قرار داده شدهاند؛ جعبهای که «تله قابلحمل پادپروتون» نام دارد و با استفاده از آهنرباهای ویژهای که تا منفی ۲۶۹ درجه سانتیگراد (۴۵۲- فارنهایت) سرد شدهاند، امکان معلق ماندن پادپروتونها در خلأ را فراهم میکند تا به دیوارههای داخلی – که از جنس ماده معمولی هستند – برخورد نکنند.
این سفر نیمساعته با کامیون قرار بود روشن کند که آیا ذرات میتوانند خارج از محیط کاملا کنترلشده آزمایشگاه نیز در محفظه محصور باقی بمانند یا نه.
چرا جابهجایی پادماده مهم است؟
تارا شیرز، فیزیکدان ذرات در دانشگاه لیورپول که در این پروژه حضور ندارد، میگوید پرسش اصلی این است که چرا این همه توجه به پادماده میشود؛ به گفته او پادماده پاسخ یکی از بزرگترین معماهای علم را در خود دارد: این که چرا جهان به شکل کنونی خود وجود دارد.
او میگوید: «پادماده یکی از بزرگترین معماهایی است که در علم داریم. خودِ آن از ابتدا بسیار کمیاب بوده، برای همین نتوانستهایم خیلی آن را مطالعه کنیم.»
شیرز اضافه میکند: «اما پادماده کلید درک این را در اختیار ما میگذارد که دقیقا چرا جهان امروز اینگونه است، چون مساله اصلی برای ما این است که زمانی که جهان تازه شکل گرفت، نیمی از آن از پادماده ساخته شده بود.»
این آزمایش نخستین گام به سوی انتقال پادپروتونها به آزمایشگاههای تخصصی دیگر در اروپا است؛ مثلا دانشگاه هاینریش هاینه در دوسلدورف که در شرایط عادی رانندگی حدود هشت ساعت با سرن فاصله دارد. اما انجام چنین کاری اصلا ساده نیست.
الن بار، استاد دانشگاه آکسفورد، میگوید: «همین که این پادپروتونهای پادماده با ماده معمولی تماس پیدا کنند، یکدیگر را نابود میکنند؛ آنها فقط در یک آن به تلی از نور تبدیل میشوند.»
او میگوید چالش اصلی در این آزمایش جلوگیری از همین اتفاق است.
بار توضیح میدهد: «این فناوری پادپروتونها را در یک خلأ فوقسرد، با میدانهای نیرومند الکتریکی و مغناطیسی به دام میاندازد و معلق نگه میدارد. این روش عملا مانع تماس آنها با دیوارههای محفظه میشود. این جابهجایی، اثبات امکان انجام کار است؛ یعنی نشان میدهد که در آینده میتوانیم چنین انتقالهایی را به طور معمول انجام دهیم و پادماده را با جزئیات مطالعه کنیم.»
او میگوید وقتی خودتان را وادار میکنید دست به چنین کارهای بسیار دشواری بزنید، «ناچار میشوید فناوریهایی اختراع کنید که بعدا در جاهای دیگر به کار میروند. هدف ما از انجام این کار این نیست، اما به عنوان یک پیامد جانبی رخ میدهد.»
این پیشرفت چه دستاوردهایی میتواند داشته باشد؟
شیرز میگوید سرن یک سفر طولانی به سوی کشفهای علمی را آغاز کرده است و ما امروز نمیتوانیم تصور کنیم در آینده چه فوایدی میتواند برای بشر به همراه داشته باشد.
او میگوید: «مطمئنم که این کار بعدها در حوزههای دیگری هم کاربرد خواهد داشت. فقط الان نمیتوانم بگویم آن کاربردها دقیقا چه هستند، چون هنوز به آن فکر نکردهایم؛ اما خواهیم کرد.»
دانشگاه هاینریش هاینه مکان بهتری برای مطالعه عمیق پادپروتونها به شمار میرود، چون سرن با توجه به انبوه فعالیتهای دیگرش، تداخلهای مغناطیسی زیادی ایجاد میکند که میتواند نتایج مطالعه پادماده را مخدوش کند.
اما برای رساندن آنها به آنجا، این پادپروتونها نباید در طول مسیر با هیچ چیز تماس پیدا کنند.
کار همچنان باقی است: تله در حال حاضر حداکثر چهار ساعت میتواند به طور مستقل کار کند، در حالی که مسیر رانندگی تا دوسلدورف دو برابر این زمان طول میکشد.