حقق علماء المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) يوم الثلاثاء إنجازًا غير مسبوق يتمثل في نقل البروتونات المضادة عن طريق البر، ونجحوا في اختبار أول سيارة في العالم. المادة المضادة نظام التسليم، مع التركيز على تزويد مختبرات الأبحاث في جميع أنحاء أوروبا ليوم واحد.

وقال ستيفان أولمر، عالم الفيزياء في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN)، للصحفيين بعد عودة الشاحنة الكبيرة من مسافة 10 كيلومترات حول حرم مختبر الفيزياء الرئيسي في أوروبا: “لقد عادت الجزيئات… لذلك كان هذا نجاحًا”.

في حين أن هذا قد لا يبدو وكأنه مسافة كبيرة، إلا أن أولمر، المتحدث باسم تجربة BASE في CERN التي تبحث في عدم التماثل بين المادة والمادة المضادة في الكون، قال إنها تمثل “نقطة البداية لعصر جديد”.

يُعتقد أن المادة المرئية والمادة المضادة التوأم الغامضة متطابقتان تقريبًا، باستثناء أن شحناتهما وخصائصهما المغناطيسية معكوسة.

لا يزال العلماء اليوم يتساءلون لماذا يحتوي عالمنا على مادة أكثر بكثير من المادة المضادة، في حين أن الكون يحتوي على مادة أكثر بكثير من المادة المضادة الانفجار العظيم يجب أن يكون قد خلق مبلغا مساويا.

عندما تتلامس المادة المضادة مع المادة فإنها تفنى، وتختفي في ومضة من الجسيمات النشطة.

وبالتالي فإن تحريك جسيمات المادة المضادة يمثل تحديًا كبيرًا، ويبدو أنه تم التغلب عليه الآن.

“إنه رائع!” قال فرانسوا بوتين، المنسق الفني لما يسمى بمصنع المادة المضادة في CERN، وهو المكان الوحيد في العالم حيث يمكن إنتاج البروتونات المضادة وتخزينها ودراستها.

وقال لوكالة فرانس برس “هذا يفتح الكثير من الاحتمالات”.

يولد معجل ومبطئ الجسيمات في مصنع المادة المضادة تقلبات تؤثر على القياسات، مما يحد من دقتها.

للتغلب على هذه المشكلة، وجد العلماء طريقة لاحتجاز البروتونات المضادة داخل مصيدة أيونية خاصة، مما يسمح بنقلها إلى مرافق أخرى أكثر هدوءًا حيث يمكن دراستها بدقة أكبر.

وقال أولمر: “نريد أن نفهم شيئًا ما عن التماثلات الأساسية للطبيعة، ونعلم أنه إذا أجرينا هذه التجارب خارج منشأة التسريع هذه، فيمكننا قياسها بشكل أفضل بما يتراوح بين 100 إلى 1000 مرة”.

للتحضير لأول محاولة في العالم لنقل المادة المضادة، تم التقاط سحابة مكونة من 92 بروتونًا مضادًا وتخزينها في مصيدة Penning المحمولة المبردة.

تم تبريدها إلى 8.2 كلفن، أو -268 درجة مئوية لإبطائها، بينما يضمن نظام التفريغ القوي عدم تدميرها عن طريق الاصطدام بالغاز المتبقي في المصيدة.

كانت التوترات تتصاعد عندما تجمع العشرات من علماء CERN الذين يرتدون قبعات صلبة في مصنع المادة المضادة لمشاهدة ما يشبه خزانة ملفات كبيرة، تحتوي على فخ يبلغ وزنه 850 كيلوغرامًا، وقد تم رفعه بحذر شديد بواسطة رافعة سقف صفراء عملاقة ونقله عبر المختبر.

لقد مارسوا هذه المناورات الدقيقة من قبل، ولكن بعد ذلك جاءت الخطوة الرائدة: تحميل الصندوق العملاق على شاحنة مسطحة، وأخذه في جولة.

وقال ماركوس يانكوفسكي، المسؤول عن السلامة في قسم الفيزياء التجريبية في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية، لوكالة فرانس برس: “الجزء الأكثر أهمية هو على الطريق، لأنه هناك اهتزازات إضافية”.

كانت الشاحنة، التي تحمل شعار “المادة المضادة تتحرك” على جانبيها وتحيط بها شاحنة صفراء وسيارة حمراء ذات أضواء ساطعة، تشق طريقها ببطء عبر حرم المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN).

تبعه أولمر في سيارته، وهو يراقب طوال الوقت شاشة على هاتفه تشير إلى العلامات الحيوية للمادة المضادة، حيث يأخذ التردد المميز الذي تهتز عنده البروتونات المضادة شكل حرف M من قمتين.

وأوضح أن ارتفاع القمم يشير إلى عدد البروتونات المضادة في المصيدة، محذرًا من أنه إذا تحول الشكل إلى قمة واحدة، فإن ذلك قد يشير إلى فناء البروتونات المضادة.

أثناء القيادة، بدا أن الشكل قد تغير بعض الشيء، لكن أولمر أوضح لاحقًا أن تردد رنين الكاشف هو الذي تغير بمقدار بضعة هرتز.

قال بابتهاج بعد القيادة: “الجزيئات لا تزال في نفس الوضع”.

“كل شيء سار بسلاسة… إنه نجاح كبير للغاية.”

متعلق ب: أول بتة كمومية مصنوعة من المادة المضادة تم التقاطها في اختراق في الفيزياء

في نهاية المطاف، تهدف CERN إلى إرسال البروتونات المضادة إلى مجموعة من المختبرات في جميع أنحاء أوروبا، بدءًا من مختبرها الدقيق المخصص في دوسلدورف، على بعد ثماني ساعات بالسيارة في ألمانيا.

“وهذا يعني أننا يجب أن نبقي المغناطيس فائق التوصيل للمصيدة عند درجة حرارة أقل من 8.2 كلفن لهذه الفترة الطويلة.” كريستيان سمورا، رئيس تجربة BASE-STEP، قال في بيان.

وقال إن التحدي الأكبر سيكون في هذه الأثناء عندما تصل المادة المضادة إلى وجهتها: “نقل البروتونات المضادة إلى التجربة دون أن تختفي”.

© وكالة فرانس برس