Antihmota už dávno není jen teoretickou kuriozitou, vždyť ve výzkumných centrech, jako je CERN, ji vědci dokážou nejen vytvářet, ale i uchovávat. A nyní se poprvé podařilo přepravit částice v přenosném zařízení, což otevírá nové možnosti pro studium i praktické využití tohoto mimořádného jevu..
Jedním z hlavních problémů při práci s antihmotou je její extrémní citlivost na kontakt s běžnou hmotou. Jakmile se částice antihmoty, příkladem může být antiproton, setká s odpovídající částicí hmoty, jako je proton, okamžitě dochází k anihilaci, tedy vzájemnému zničení obou částic a uvolnění značného množství energie.
Právě tato vlastnost znemožňuje jakékoli přímé uchovávání antihmoty v běžných nádobách nebo kontejnerech. Místo toho musí být antičástice v podstatě zavěšeny v prostoru, obklopeny silnými magnetickými nebo elektromagnetickými poli, která je drží ve vakuu a zabraňují jakémukoli fyzickému kontaktu s okolím.
Tyto tzv. Penningovy pasti nebo multipólové pasti jsou vysoce specializovaná zařízení, jejichž provoz je extrémně citlivý na vnější otřesy, změny teploty, ale i elektromagnetické rušení. Až dosud bylo možné tyto pasti provozovat pouze ve stabilizovaném prostředí špičkových laboratoří, jako je kupčíkladu CERN. To však zároveň výrazně omezovalo experimentální svobodu, protože jakmile byla antihmota vyrobena a zachycena, veškerý výzkum musel probíhat v daném místě.
Možnost bezpečně přemístit uchovanou antihmotu jinam, pochopitelně bez nežádoucích jevů jako je ztráta antihmoty nebo nedejbože její exploze, tak je už po nějakou dobu předmětem fyzikálního výzkumu.
A úspěšného výzkumu. Experiment BASE-STEP (Baryon Antimatter Storage Experiment – System for Transporting Exotic Particles) je prvním krokem k tomu, aby se antihmota mohla z laboratoří opravdu vydat na výlety.
Vědci z CERNu vyvinuli přenosný systém magnetických pastí, který zvládne zachytit a udržet nabité částice, prozatím běžné protony, i během fyzického přesunu mimo ultra stabilní laboratorní prostředí. Hlavní výzvou bylo zajistit, aby zařízení odolalo vibracím, změnám teploty a elektromagnetickému rušení při přepravě, což představuje pro křehkou rovnováhu magnetické pasti zásadní riziko.
Při testu byla past obsahující protony připevněna do tlumeného kontejneru a naložena na nákladní automobil, který projel více než 300 metrů přes areál CERNu. Během celé cesty byly částice průběžně monitorovány, přičemž po vyložení zůstaly stabilně zachycené, což se dosud nikdy mimo laboratorní podmínky nepodařilo.
„Ukázali jsme, že lze udržet částice v přenosné pasti i během reálné přepravy,“ uvedl hlavní autor studie Stefan Ulmer z CERNu.
Sice se jednalo o test s běžnými protony, ale veškerý design a kalibrace zařízení jsou koncipovány tak, aby byly kompatibilní s antiprotony. Pokud se transport podaří i s nimi, půjde o zásadní pokrok: výzkum antihmoty by se mohl rozšířit za hranice několika málo světových laboratoří a stát se dostupnějším pro širší spektrum experimentů, včetně měření gravitačních účinků na antihmotu nebo hledání nových fyzikálních zákonitostí.
Jak shrnuje komentář v časopise Nature: „Tohle je výzkum, který doslova opouští laboratoř a mění možnosti, jak a kde se dá s antihmotou pracovat.“.
