பிக் பேங் சமமான அளவு பொருள் மற்றும் எதிர்ப்பொருளை உருவாக்கியது, அவை வெறுமையான பிரபஞ்சத்தை விட்டுவிட்டு ஒன்றையொன்று அழித்திருக்க வேண்டும். இருப்பினும், பொருள் தப்பிப்பிழைத்து, பிரபஞ்சத்தில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் ஆன்டிமேட்டர் மறைந்துவிட்டது. துகள்கள் மற்றும் தொடர்புடைய எதிர் துகள்களுக்கு இடையிலான அடிப்படை பண்புகளில் சில அறியப்படாத வேறுபாடுகள் இதற்கு காரணமாக இருக்கலாம் என்று கருதப்படுகிறது. ஆன்டிபுரோட்டான்களின் அடிப்படை பண்புகளின் உயர் துல்லிய அளவீடுகள், பொருள்-ஆன்டிமேட்டர் சமச்சீரற்ற தன்மை பற்றிய புரிதலை வளப்படுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. இதற்கு ஆன்டிபுரோட்டான்கள் வழங்கப்பட வேண்டும். தற்போது, CERN இன் ஆன்டிபுரோட்டான் டிசெலரேட்டர் (AD) மட்டுமே ஆன்டிபுரோட்டான்கள் தயாரிக்கப்பட்டு சேமிக்கப்படும் வசதி. முடுக்கிகளால் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புல ஏற்ற இறக்கங்கள் காரணமாக AD க்கு அருகில் ஆன்டிபுரோட்டான்களின் உயர் துல்லியமான ஆய்வுகளை நடத்துவது சாத்தியமில்லை. எனவே, இந்த வசதியிலிருந்து மற்ற ஆய்வகங்களுக்கு ஆன்டிபுரோட்டான்களை கொண்டு செல்வது ஒரு கட்டாயமாகும். தற்போது அதற்கான தொழில்நுட்பம் இல்லை. BASE-STEP என்பது இந்த திசையில் ஒரு படி முன்னோக்கி உள்ளது. இது ஒரு ஒப்பீட்டளவில் கச்சிதமான சாதனமாகும், இது ஆன்டிப்ரோட்டான்களை CERN வசதியிலிருந்து மற்ற இடங்களில் உள்ள ஆய்வகங்களுக்கு ஆண்டிமேட்டரின் உயர் துல்லிய ஆய்வுகளுக்காக சேமித்து கொண்டு செல்ல வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. 24 அக்டோபர் 2024 அன்று, BASE-STEP ஆனது ஆன்டிபுரோட்டான்களுக்கான நிலைப்பாட்டில் சிக்கிய புரோட்டான்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு வெற்றிகரமான தொழில்நுட்ப விளக்கத்தை நடத்தியது. இது 70 புரோட்டான்கள் கொண்ட மேகத்தை ஒரு டிரக்கில் உள்நாட்டில் கொண்டு சென்றது. இது ஒரு மறுபயன்பாட்டு பொறியில் தளர்வான துகள்களை கொண்டு செல்வதற்கான முதல் நிகழ்வு மற்றும் பிற ஆய்வகங்களில் சோதனைகளுக்கு ஆன்டிபுரோட்டான்-டெலிவரி சேவையை உருவாக்குவதற்கான ஒரு முக்கியமான படியாகும். செயல்முறைகளில் சில சுத்திகரிப்புகளுடன், ஆன்டிபுரோட்டான்கள் 2025 இல் கொண்டு செல்ல திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.
தொடக்கத்தில், பெருவெடிப்பு சம அளவு பொருள் மற்றும் எதிர்ப்பொருளை உருவாக்கியது. இரண்டும் ஒரே மாதிரியான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை எதிர் மின்னூட்டங்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவற்றின் காந்தத் தருணங்கள் தலைகீழாக மாற்றப்படுகின்றன.
பொருளும் எதிர்ப்பொருளும் ஒரு வெற்றுப் பிரபஞ்சத்தை விட்டுச் சென்று விரைவில் அழிந்திருக்க வேண்டும் எனினும் அது நடக்கவில்லை. இப்போது பிரபஞ்சம் முற்றிலும் பொருளால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் ஆன்டிமேட்டர் மறைந்துவிட்டது. அடிப்படைத் துகள்களுக்கும் அவற்றுடன் தொடர்புடைய எதிர்த் துகள்களுக்கும் இடையே சில அறியப்படாத வேறுபாடுகள் இருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது, இது பொருளின் உயிர்வாழ்வதற்கு வழிவகுத்திருக்கலாம், அதே நேரத்தில் ஆன்டிமேட்டர் அகற்றப்பட்டது, இது பொருள்-ஆன்டிமேட்டர் சமச்சீரற்ற தன்மைக்கு வழிவகுக்கிறது.
துகள் இயற்பியலின் ஸ்டாண்டர்ட் மாடலின் ஒரு பகுதியான CPT (சார்ஜ், பாரிட்டி மற்றும் டைம் ரிவர்சல்) சமச்சீர்மையின் படி, துகள்களின் அடிப்படை பண்புகள் சமமாகவும், அவற்றின் தொடர்புடைய எதிர் துகள்களுக்கு எதிராகவும் இருக்க வேண்டும். துகள்களின் அடிப்படை பண்புகளில் (நிறைகள், மின்னேற்றங்கள், வாழ்நாள் அல்லது காந்த தருணங்கள் போன்றவை) வேறுபாடுகளின் உயர்-துல்லியமான சோதனை அளவீடுகள் மற்றும் அவற்றுடன் தொடர்புடைய எதிர் துகள்கள் பொருள்-ஆன்டிமேட்டர் சமச்சீரற்ற தன்மையைப் புரிந்துகொள்வதற்கு உதவியாக இருக்கும். இதுதான் சூழல் CERN நிறுவனம்'ங்கள் பேரியன் ஆன்டிபரியன் சமச்சீர் பரிசோதனை (BASE).
BASE பரிசோதனையானது ப்ரோட்டான் ஆன்டிபுரோட்டான் சமச்சீர்நிலையை ஆராய்வதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆன்டிபுரோட்டான்களின் பண்புகளின் (உள்ளார்ந்த காந்த தருணம் போன்றவை) ஒரு பில்லியனுக்கு ஒரு பகுதி என்ற வரிசையில் ஒரு பகுதியளவு துல்லியத்துடன். அடுத்த கட்டம் இந்த அளவீடுகளை புரோட்டான்களுக்கான தொடர்புடைய மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடுவதாகும். உள்ளார்ந்த காந்த தருணத்திற்கு, முழு செயல்முறையும் லார்மோர் அதிர்வெண் மற்றும் சைக்ளோட்ரான் அதிர்வெண் ஆகியவற்றின் அளவீடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது.
தற்போது, CERN இன் ஆன்டிபுரோட்டான் டெசிலரேட்டர் (AD) மட்டுமே ஆண்டிபுரோட்டான்கள் வழக்கமாக உற்பத்தி செய்யப்பட்டு சேமிக்கப்படும் வசதி. இந்த ஆன்டிபுரோட்டான்கள் இங்கே CERN இன் வசதியில் ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டும், இருப்பினும் தளத்தில் முடுக்கி மூலம் உருவாக்கப்படும் காந்தப்புல ஏற்ற இறக்கங்கள் ஆன்டிபுரோட்டான் பண்புகளின் அளவீடுகளின் துல்லியத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது. எனவே, பிற இடங்களில் உள்ள ஆய்வகங்களுக்கு AD இல் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட ஆன்டிபுரோட்டான்களை கொண்டு செல்ல வேண்டிய கட்டாயம். ஆனால் ஆன்டிமேட்டரை சமாளிப்பது எளிதல்ல, ஏனெனில் அவை பொருளுடன் தொடர்பு கொண்டவுடன் அவை விரைவாக அழிக்கப்படுகின்றன. தற்போது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் உயர் துல்லியமான ஆய்வுகளை மேற்கொள்வதற்காக, பிற இடங்களில் உள்ள ஆய்வகங்களுக்கு ஆன்டிபுரோட்டான்களை கொண்டு செல்ல பொருத்தமான தொழில்நுட்பம் இல்லை. BASE-STEP (போர்ட்டபிள் ஆன்டிபுரோட்டான்களுடன் கூடிய சோதனைகளில் சமச்சீர் சோதனைகள்) இந்த திசையில் ஒரு படி முன்னோக்கி உள்ளது.
BASE-STEP என்பது ஆண்டிமேட்டரின் உயர் துல்லியமான ஆய்வுகளுக்காக CERN வசதியிலிருந்து மற்ற இடங்களில் உள்ள ஆய்வகங்களுக்கு ஆன்டிபுரோட்டான்களை சேமித்து கொண்டு செல்ல வடிவமைக்கப்பட்ட ஒப்பீட்டளவில் சிறிய சாதனமாகும். இது BASE இன் துணைத் திட்டமாகும், இது ஒரு டன் எடை கொண்டது மற்றும் அசல் BSE பரிசோதனையை விட ஐந்து மடங்கு சிறியது.
24 அக்டோபர் 2024 அன்று, BASE-STEP ஆனது ஆன்டிபுரோட்டான்களுக்கான நிலைப்பாட்டில் சிக்கிய புரோட்டான்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு வெற்றிகரமான தொழில்நுட்ப விளக்கத்தை நடத்தியது. இது 70 புரோட்டான்கள் கொண்ட மேகத்தை ஒரு டிரக்கில் உள்நாட்டில் கொண்டு சென்றது. இது ஒரு மறுபயன்பாட்டு பொறியில் தளர்வான துகள்களை கொண்டு செல்வதற்கான முதல் நிகழ்வு மற்றும் பிற ஆய்வகங்களில் சோதனைகளுக்கு ஆன்டிபுரோட்டான்-டெலிவரி சேவையை உருவாக்குவதற்கான ஒரு முக்கியமான படியாகும். நடைமுறைகளில் சில சுத்திகரிப்புகளுடன், 2025 இல் ஆன்டிபுரோட்டான் போக்குவரத்து திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.
PUMA (ஆன்டிபுரோட்டான் நிலையற்ற பொருள் அழிவு) என்பது இதே போன்ற இயல்புடைய மற்றொரு பரிசோதனையாகும், ஆனால் வெவ்வேறு நோக்கத்தை நோக்கமாகக் கொண்டது. BASE-STEPஐப் போலவே, PUMA ஆனது CERN இன் ஆன்டிபுரோட்டான் டெசிலரேட்டர் (AD) மண்டபத்திலிருந்து அதன் ISOLDE வசதிக்கு அயல்நாட்டு அணுக்கரு இயற்பியல் நிகழ்வுகளைப் படிப்பதற்காகப் பயன்படுத்துவதற்கு, ஆண்டிப்ரோட்டான்களை நகர்த்துவதற்கு ஏற்றிச் செல்லக்கூடிய பொறியைத் தயாரிப்பதையும் உள்ளடக்கியது.
***
குறிப்புகள்:
- CERN செய்தி - BASE பரிசோதனையானது போர்ட்டபிள் ஆண்டிமேட்டரை நோக்கி ஒரு பெரிய படி எடுக்கிறது. 25 அக்டோபர் 2024 அன்று வெளியிடப்பட்டது. இங்கு கிடைக்கிறது https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter
- CERN BASE-STEP இன் தொழில்நுட்ப வடிவமைப்பு அறிக்கை. https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf
- ஸ்மோரா சி., மற்றும் பலர் 2023. BASE-STEP: அடிப்படை தொடர்பு ஆய்வுகளுக்கான ஒரு போக்குவரத்துக்கு ஏற்ற ஆன்டிபுரோட்டான் நீர்த்தேக்கம். Rev. Sci. கருவி. 94, 113201. 16 நவம்பர் 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155492
- Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O. மற்றும் பலர். பூமா, ஆன்டிபுரோட்டான் நிலையற்ற பொருள் அழிவு. யூர். இயற்பியல் ஜே. ஏ 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x
***
தொடர்புடைய கட்டுரைகள்
- ஏன் 'மேட்டர்' பிரபஞ்சத்தில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, 'ஆன்டிமேட்டர்' அல்ல? பிரபஞ்சம் ஏன் உள்ளது என்ற தேடலில் (18 ஏப்ரல் 2020)
- நியூட்ரினோ அலைவு சோதனைகள் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் பொருள்-ஆன்டிமேட்டர் சமச்சீரற்ற மர்மத்தை வெளிப்படுத்துதல் (1 மே 2020)
- "மிக ஆரம்பகால பிரபஞ்சம்" பற்றிய ஆய்வுக்கான துகள் மோதல்கள்: மியூன் மோதல் நிரூபித்தது (31 அக்டோபர் 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}