മഹാവിസ്ഫോടനം തുല്യ അളവിലുള്ള ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും ഉത്പാദിപ്പിച്ചു, അത് ശൂന്യമായ ഒരു പ്രപഞ്ചം അവശേഷിപ്പിച്ച് പരസ്പരം നശിപ്പിക്കേണ്ടതായിരുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ദ്രവ്യം അതിജീവിക്കുകയും പ്രപഞ്ചത്തിൽ ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം ആൻ്റിമാറ്റർ അപ്രത്യക്ഷമായി. കണങ്ങളും അനുബന്ധ പ്രതികണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളിലെ ചില അജ്ഞാത വ്യത്യാസം ഇതിന് കാരണമായേക്കാമെന്ന് കരുതുന്നു. ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളുടെ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള അളവുകൾക്ക് ദ്രവ്യ-ആൻ്റിമാറ്റർ അസമമിതിയെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരണയെ സമ്പുഷ്ടമാക്കാൻ കഴിവുണ്ട്. ഇതിന് ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളുടെ വിതരണം ആവശ്യമാണ്. നിലവിൽ, ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും സംഭരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരേയൊരു സൗകര്യമാണ് CERN-ൻ്റെ ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ ഡിസെലറേറ്റർ (AD). ആക്സിലറേറ്ററുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തിക മണ്ഡലത്തിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ കാരണം എഡിക്ക് സമീപമുള്ള ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളുടെ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള പഠനങ്ങൾ നടത്തുന്നത് സാധ്യമല്ല. അതിനാൽ, ഈ സൗകര്യത്തിൽ നിന്ന് മറ്റ് ലബോറട്ടറികളിലേക്ക് ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ കൊണ്ടുപോകുന്നത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. നിലവിൽ അതിനനുയോജ്യമായ സാങ്കേതിക വിദ്യയില്ല. BASE-STEP ഈ ദിശയിലുള്ള ഒരു ചുവടുവെപ്പാണ്. ആൻ്റിമാറ്ററിൻ്റെ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള പഠനങ്ങൾക്കായി CERN സൗകര്യത്തിൽ നിന്ന് മറ്റ് സ്ഥലങ്ങളിലെ ലബോറട്ടറികളിലേക്ക് ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ സംഭരിക്കാനും കൊണ്ടുപോകാനും രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത താരതമ്യേന ഒതുക്കമുള്ള ഉപകരണമാണിത്. 24 ഒക്ടോബർ 2024-ന്, ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളുടെ സ്റ്റാൻഡ്-ഇൻ എന്ന നിലയിൽ കുടുങ്ങിയ പ്രോട്ടോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് BASE-STEP ഒരു വിജയകരമായ സാങ്കേതിക പ്രദർശനം നടത്തി. ഇത് ഒരു ട്രക്കിൽ പ്രാദേശികമായി 70 പ്രോട്ടോണുകളുടെ ഒരു മേഘം കയറ്റി അയച്ചു. പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന കെണിയിൽ അയഞ്ഞ കണങ്ങളെ കൊണ്ടുപോകുന്നതിൻ്റെ ആദ്യ ഉദാഹരണമാണിത്, മറ്റ് ലബോറട്ടറികളിലെ പരീക്ഷണങ്ങൾക്കായി ഒരു ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ-ഡെലിവറി സേവനം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ചുവടുവെപ്പായിരുന്നു ഇത്. നടപടിക്രമങ്ങളിൽ ചില പരിഷ്കാരങ്ങളോടെ, ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ 2025-ൽ കൊണ്ടുപോകാൻ പദ്ധതിയിട്ടിട്ടുണ്ട്.
തുടക്കത്തിൽ, മഹാവിസ്ഫോടനം തുല്യ അളവിൽ ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും ഉത്പാദിപ്പിച്ചു. രണ്ടും ഗുണങ്ങളിൽ സമാനമാണ്, അവയ്ക്ക് വിപരീത ചാർജ്ജുകളാണുള്ളത്, അവയുടെ കാന്തിക നിമിഷങ്ങൾ വിപരീതമാണ്.
ശൂന്യമായ ഒരു പ്രപഞ്ചം അവശേഷിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ദ്രവ്യവും പ്രതിദ്രവ്യവും പെട്ടെന്ന് നശിപ്പിക്കപ്പെടേണ്ടതായിരുന്നു, പക്ഷേ അത് സംഭവിച്ചില്ല. പ്രപഞ്ചം ഇപ്പോൾ പൂർണ്ണമായും ദ്രവ്യത്താൽ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു, അതേസമയം ആൻ്റിമാറ്റർ അപ്രത്യക്ഷമായി. അടിസ്ഥാന കണങ്ങളും അവയുടെ അനുബന്ധ ആൻ്റിപാർട്ടിക്കിളുകളും തമ്മിൽ അജ്ഞാതമായ ചില വ്യത്യാസങ്ങളുണ്ടെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു, ഇത് ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ നിലനിൽപ്പിന് കാരണമായേക്കാം, അതേസമയം ആൻ്റിമാറ്റർ ഇല്ലാതാക്കി ദ്രവ്യ-ആൻ്റിമാറ്റർ അസമമിതിയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.
കണികാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മോഡലിൻ്റെ ഭാഗമായ CPT (ചാർജ്, പാരിറ്റി, ടൈം റിവേഴ്‌സൽ) സമമിതി അനുസരിച്ച്, കണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങൾ അവയുടെ അനുബന്ധ ആൻ്റിപാർട്ടിക്കിളുകൾക്ക് തുല്യവും ഭാഗികമായി വിപരീതവും ആയിരിക്കണം. കണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളിലുള്ള (പിണ്ഡം, ചാർജുകൾ, ആയുഷ്കാലം അല്ലെങ്കിൽ കാന്തിക നിമിഷങ്ങൾ പോലുള്ളവ) വ്യത്യാസങ്ങളുടെ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള പരീക്ഷണാത്മക അളവുകൾ, ദ്രവ്യ-ആൻ്റിമാറ്റർ അസമമിതി മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിക്കും. ഇതാണ് സന്ദർഭം വ്യക്തമാക്കുന്നതായിഎന്നയാളുടെ ബാരിയോൺ ആൻ്റിബാരിയോൺ സമമിതി പരീക്ഷണം (ബേസ്).
പ്രോട്ടോൺ ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ സമമിതിയെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിക്കുന്നതിനാണ് ബേസ് പരീക്ഷണം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്, ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളുടെ ഗുണങ്ങളുടെ (ആന്തരിക കാന്തിക നിമിഷം പോലുള്ളവ) ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള അളവുകൾ, ഒരു ബില്യൺ-ബില്യൺ എന്ന ക്രമത്തിൽ ഫ്രാക്ഷണൽ പ്രിസിഷൻ ഉപയോഗിച്ച്. ഈ അളവുകളെ പ്രോട്ടോണുകളുടെ അനുബന്ധ മൂല്യങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുക എന്നതാണ് അടുത്ത ഘട്ടം. ആന്തരിക കാന്തിക നിമിഷത്തിന്, മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും ലാർമോർ ആവൃത്തിയുടെയും സൈക്ലോട്രോൺ ആവൃത്തിയുടെയും അളവുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.
നിലവിൽ, ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ പതിവായി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും സംഭരിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരേയൊരു സൗകര്യമാണ് CERN-ൻ്റെ ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ ഡിസിലറേറ്റർ (എഡി). ഈ ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ ഇവിടെ CERN-ൻ്റെ സൗകര്യത്തിൽ പഠിക്കേണ്ടതുണ്ട്, എന്നിരുന്നാലും സൈറ്റിലെ ആക്സിലറേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന കാന്തിക മണ്ഡലത്തിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ ഗുണങ്ങളുടെ അളവുകളുടെ കൃത്യതയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു. അതിനാൽ, എഡിയിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ മറ്റ് സ്ഥലങ്ങളിലെ ലബോറട്ടറികളിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകേണ്ടത് അത്യാവശ്യമാണ്. എന്നാൽ ദ്രവ്യവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ അവ പെട്ടെന്ന് നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ ആൻ്റിമാറ്റർ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത് എളുപ്പമല്ല. നിലവിൽ, ഗവേഷകർക്ക് ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള പഠനങ്ങൾ നടത്തുന്നതിന് മറ്റ് സ്ഥലങ്ങളിലെ ലബോറട്ടറികളിലേക്ക് ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ കൊണ്ടുപോകുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ സാങ്കേതികവിദ്യയില്ല. ബേസ്-സ്റ്റെപ്പ് (പോർട്ടബിൾ ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളിലെ സമമിതി പരിശോധനകൾ) ഈ ദിശയിലുള്ള ഒരു ചുവടുവയ്പ്പാണ്.
ബേസ്-സ്റ്റെപ്പ് എന്നത് ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകൾ സംഭരിക്കാനും മറ്റ് സ്ഥലങ്ങളിലെ ലബോറട്ടറികളിലേക്ക് ആൻ്റിമാറ്ററിനെ കുറിച്ചുള്ള ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള പഠനങ്ങൾ നടത്താനും രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ള താരതമ്യേന ഒതുക്കമുള്ള ഉപകരണമാണ്. ഇത് BASE യുടെ ഒരു ഉപപദ്ധതിയാണ്, ഏകദേശം ഒരു ടൺ ഭാരവും യഥാർത്ഥ BSE പരീക്ഷണത്തേക്കാൾ അഞ്ചിരട്ടി ചെറുതുമാണ്.
24 ഒക്ടോബർ 2024-ന്, ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളുടെ സ്റ്റാൻഡ്-ഇൻ എന്ന നിലയിൽ കുടുങ്ങിയ പ്രോട്ടോണുകൾ ഉപയോഗിച്ച് BASE-STEP ഒരു വിജയകരമായ സാങ്കേതിക പ്രദർശനം നടത്തി. ഇത് ഒരു ട്രക്കിൽ പ്രാദേശികമായി 70 പ്രോട്ടോണുകളുടെ ഒരു മേഘം കയറ്റി അയച്ചു. പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന കെണിയിൽ അയഞ്ഞ കണങ്ങളെ കൊണ്ടുപോകുന്നതിൻ്റെ ആദ്യ ഉദാഹരണമാണിത്, മറ്റ് ലബോറട്ടറികളിലെ പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ-ഡെലിവറി സേവനം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ചുവടുവയ്പ്പാണിത്. നടപടിക്രമങ്ങളിൽ ചില പരിഷ്കരണങ്ങളോടെ, 2025-ൽ ആൻ്റിപ്രോട്ടോണിൻ്റെ ഗതാഗതം ആസൂത്രണം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്.
PUMA (ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ അൺസ്റ്റബിൾ മാറ്റർ അനിഹിലേഷൻ) സമാന സ്വഭാവമുള്ള മറ്റൊരു പരീക്ഷണമാണ്, എന്നാൽ വ്യത്യസ്തമായ ലക്ഷ്യങ്ങൾ ലക്ഷ്യമിടുന്നു. ബേസ്-സ്റ്റെപ്പ് പോലെ, വിചിത്രമായ ന്യൂക്ലിയർ ഫിസിക്സ് പ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിനായി CERN-ൻ്റെ ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ ഡിസെലറേറ്റർ (എഡി) ഹാളിൽ നിന്ന് അതിൻ്റെ ISOLDE സൗകര്യത്തിലേക്ക് ആൻ്റിപ്രോട്ടോണുകളെ നീക്കാൻ കൊണ്ടുപോകാവുന്ന ഒരു കെണി തയ്യാറാക്കുന്നതും PUMA-യിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
***
അവലംബം:
- CERN. വാർത്ത - ബേസ് പരീക്ഷണം പോർട്ടബിൾ ആൻ്റിമാറ്ററിലേക്ക് ഒരു വലിയ ചുവടുവെപ്പ് നടത്തുന്നു. പോസ്റ്റ് ചെയ്തത് 25 ഒക്ടോബർ 2024. ഇവിടെ ലഭ്യമാണ് https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter
- CERN. ബേസ്-സ്റ്റെപ്പിൻ്റെ സാങ്കേതിക ഡിസൈൻ റിപ്പോർട്ട്. https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf
- സ്മോറ സി., et al 2023. ബേസ്-സ്റ്റെപ്പ്: അടിസ്ഥാനപരമായ ഇടപെടൽ പഠനങ്ങൾക്കായുള്ള ഒരു ട്രാൻസ്പോർട്ടബിൾ ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ റിസർവോയർ. റവ. ഇൻസ്ട്രം. 94, 113201. 16 നവംബർ 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155492
- ഔമാൻ, ടി., ബാർട്ട്മാൻ, ഡബ്ല്യു., ബോയിൻ-ഫ്രാങ്കൻഹൈം, ഒ. തുടങ്ങിയവർ. PUMA, ആൻ്റിപ്രോട്ടോൺ അസ്ഥിര ദ്രവ്യ നാശം. യൂറോ. ഫിസി. ജെ. എ 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x
***
അനുബന്ധ ലേഖനങ്ങൾ
- എന്തുകൊണ്ടാണ് 'ദ്രവ്യം' പ്രപഞ്ചത്തെ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നത്, 'ആന്റിമാറ്റർ' അല്ല? എന്തുകൊണ്ടാണ് പ്രപഞ്ചം നിലനിൽക്കുന്നത് എന്ന അന്വേഷണത്തിൽ (18 ഏപ്രിൽ 2020)
- ന്യൂട്രിനോ ആന്ദോളന പരീക്ഷണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ-ആന്റിമാറ്റർ അസമമിതിയുടെ രഹസ്യം അനാവരണം ചെയ്യുന്നു (1 മെയ് 2020)
- "വളരെ നേരത്തെയുള്ള പ്രപഞ്ചം" പഠിക്കുന്നതിനുള്ള കണികാ കൊളൈഡറുകൾ: മ്യൂൺ കൊളൈഡർ പ്രദർശിപ്പിച്ചു (31 ഒക്ടോബർ 2024)
***
 is the only facility where antiprotons are produced and stored. It is not possible to conduct high precision studies of antiprotons near AD due to magnetic field fluctuations generated by accelerators. Hence, transporting antiprotons from this facility to other laboratories is an imperative. At present, there is no suitable technology to do so. BASE-STEP is a step forward in this direction. It is a relatively compact device designed to store and transport antiprotons from CERN facility to laboratories at other locations for high precision studies of antimatter. On 24 October 2024, BASE-STEP conducted a successful technology demonstration using trapped protons as a stand-in for antiprotons. It transported a cloud of 70 protons locally in a truck. This was first instance of transportation of loose particles in a reusable trap and an important steppingstone towards creation of an antiproton-delivery service to experiments at other laboratories. With some refinements in procedures, antiprotons are planned to be transported in 2025.){kind=link}