कृपया सावधगिरीने वाहन चालवा: शास्त्रज्ञांनी पहिल्यांदाच अस्थिर प्रतिपदार्थ वाहून नेण्याची योजना आखली आहे | सर्न

पयेथे ट्रक इमारतीपासून दूर खेचला सर्नजिनिव्हाजवळील युरोपियन कण भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळेत, सर्वांची नजर त्याच्या मौल्यवान मालवाहू वस्तूवर असेल, एक टन वजनाचे उपकरण ज्यामध्ये पृथ्वीवरील काही सर्वात विदेशी सामग्री आहे.

कॅम्पसभोवती 20 मिनिटांची चाचणी, या महिन्याच्या अखेरीस पेन्सिल करून, प्रतिपदार्थ वाहतूक करण्याचा जगातील पहिला प्रयत्न चिन्हांकित करेल, हा पदार्थ इतका नाजूक आहे की जेव्हा ते सामान्य पदार्थांना भेटते तेव्हा दोन्ही शुद्ध उर्जेच्या स्फोटात वापरतात.

या क्षणापर्यंत पोहोचण्यासाठी अनेक वर्षे लागली. पण जर चाचणी चांगली झाली – म्हणजे ट्रक अखंड अँटीमॅटरसह परत येतो – तो सर्नला सामग्री इतर प्रयोगशाळांमध्ये नेण्याचा मार्ग मोकळा करेल. त्या सुविधांमध्ये, आपले विश्व या विचित्र आरशाच्या कणांपासून नव्हे तर पदार्थांपासून का बनले आहे हे शिकण्याच्या आशेने संशोधक अचूक मोजमाप करतील.

“आम्हाला एक मुख्य प्रश्न समजून घ्यायचा आहे की पदार्थ कोठून आला. आणि मग, जर तुम्हाला प्रतिपदार्थाबद्दल माहिती असेल, तर हे विचारणे स्वाभाविक आहे की ते येथे का नाही? प्रक्रिया समजली नाही आणि आम्ही ते का घडले याचे संकेत शोधत आहोत,” डॉ ख्रिश्चन स्मोरा, सेर्न येथील बॅरिऑन अँटीबेरियन सममिती प्रयोग (बेस) चे भौतिकशास्त्रज्ञ म्हणतात.

अँटिमेटर, एक नाव जे आपल्या अस्तित्वाच्या पायाला जवळजवळ वैचारिक विरोध दर्शवते, विज्ञान कल्पित कथांमध्ये उबदारपणे स्वीकारले जाते. स्टार ट्रेकमध्ये, ते एंटरप्राइझला सामर्थ्य देते warp ड्राइव्ह आणि फोटॉन टॉर्पेडो. डॅन ब्राउन मध्ये देवदूत आणि राक्षसव्हॅटिकनला उडवण्याच्या कटात सर्नमधून एक चतुर्थांश ग्रॅम प्रतिद्रव्य असलेले डबे चोरले गेले.

वास्तव आश्वासक सांसारिक आहे. पोटॅशियमच्या किरणोत्सर्गी क्षयातून प्रतिकण उत्सर्जित करणारे अँटीमेटर एमिटर केळीच्या रूपात सुपरमार्केटमध्ये सहज उपलब्ध असतात. दुर्दैवाने, विश्व समजून घेण्यासाठी त्यांच्याकडे मर्यादित मूल्य आहे. सर्नच्या ट्रकवरील उपकरण सुमारे 1,000 प्रतिद्रव्य कण वाहून नेईल, ज्याचे वजन एक ट्रिलियनव्या ग्रॅमच्या एक अब्जांश आहे. कंटेनमेंट अयशस्वी झाल्यास, आणि प्रतिपदार्थ सामान्य पदार्थांशी संपर्क साधतात, परिणामी ऊर्जेची नाडी इतकी कमकुवत होईल, लोड रेडिओएक्टिव्ह लेबलची हमी देखील देत नाही.

1928 मध्ये प्रथम भौतिकशास्त्रज्ञाने अँटिमेटरचा अंदाज लावला होता पॉल डिराक विवाहित क्वांटम सिद्धांत, जो उपअणु कणांच्या वर्तनाचे वर्णन करतो, विशेष सापेक्षतेसह, आइन्स्टाईनचा अवकाश आणि काळाचा सिद्धांत. या कामामुळे डिरॅकला नोबेल पारितोषिक मिळाले आणि एका विश्वाचे वर्णन केले ज्यामध्ये प्रत्येक कणाशी संबंधित प्रतिकण आहे, एकसारखे परंतु विरुद्ध चार्ज आहे.

चार वर्षांनंतर पहिले प्रतिद्रव्य सापडले. कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी येथील कार्ल अँडरसन यांनी अँटीइलेक्ट्रॉन किंवा पॉझिट्रॉन असल्याचे शोधून काढले, जे एका उपकरणाद्वारे फाडून टाकले ज्याने वैश्विक किरणांनी सोडलेल्या कणांच्या वर्षाव कॅप्चर केले. त्यांना त्यांच्या कार्यासाठी नोबेल पारितोषिकही मिळाले.

शास्त्रज्ञांनी तेव्हापासून प्रतिकणांच्या संपूर्ण पॅनोपलीची पुष्टी केली आहे. इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉनच्या अँटीमेटर आवृत्त्या अणू-विरोधी आणि अणू-विरोधकांमध्ये एकत्रित होऊ शकतात. वेगळ्या ब्रह्मांडात, अँटी-प्लॅनेट चमकणाऱ्या अँटी-गॅलेक्सीजमध्ये अँटी-सूर्यद्वारे गरम होऊ शकतात.

“जर आपण सर्व प्रतिपदार्थापासून बनलेले असलो आणि संपूर्णपणे प्रतिपदार्थांनी बनलेल्या विश्वात राहिलो असतो तर आपल्याला कोणताही फरक जाणवणार नाही,” असे इम्पीरियल कॉलेज लंडनमधील रॉयल सोसायटी युनिव्हर्सिटी रिसर्च फेलो डॉ जॅक डेव्हलिन म्हणतात. “काय विचित्र आहे की भौतिकशास्त्राचे नियम या सामग्रीच्या अस्तित्वास परवानगी देतात जे सामान्य पदार्थांप्रमाणेच वागतात.”

विश्वाच्या आधुनिक नमुन्यांनुसार, महास्फोटात समान प्रमाणात पदार्थ आणि प्रतिपदार्थ तयार झाले. पण पुढे काय झाले? जेव्हा पदार्थ आणि प्रतिपदार्थ एकत्र येतात तेव्हा कण थेट ऊर्जेत रूपांतरित होतात. तर, कॉसमॉस हा ऊर्जेचा विस्तीर्ण विस्तार का नाही?

डेव्हलिन म्हणतात, “आम्ही एका विश्वात आलो आहोत असे दिसते जे नियमित पदार्थांनी पूर्णपणे भारावून गेले आहे आणि त्यात जवळजवळ कोणतेही प्रतिपदार्थ नाही आणि तेच रहस्याचे केंद्र आहे,” डेव्हलिन म्हणतात.

पदार्थ आणि प्रतिपदार्थातील सूक्ष्म फरक, जे आधीच उदयास येत आहेतद्रव्यांचे वर्चस्व कसे झाले हे स्पष्ट करणे अपेक्षित आहे, परंतु ते उघड करण्यासाठी कणांच्या गुणधर्मांची अत्यंत अचूक तुलना करणे आवश्यक आहे. यासाठी सामग्रीचा विश्वसनीय पुरवठा देखील आवश्यक आहे.

Cern च्या योग्य नावाची अँटीमेटर फॅक्टरी प्रविष्ट करा. सुविधेतील संशोधक उच्च ऊर्जा प्रोटॉन, हायड्रोजन अणूंचे केंद्रक, दाट धातूचे लक्ष्य बनवतात, ज्यामुळे दुय्यम कणांचा वर्षाव होतो. त्यापैकी अँटीप्रोटॉन्स आहेत, जे डीसीलेरेटरमध्ये आणले जातात, मंद होतात आणि शेवटी अँटीमेटर ट्रॅपमध्ये पकडले जातात.

परंतु कारखाना प्रतिपदार्थ तयार करू शकतो, परंतु अचूक मोजमापांसाठी ते सर्वोत्तम ठिकाण नाही. प्रकाशाच्या गतीच्या सुमारे एक दशांश अँटीप्रोटॉन्सचा वेग कमी करणारा डिसेलेटर शक्तिशाली फील्ड वापरतो ज्यामुळे जवळपासची संवेदनशील मोजमाप करणे अशक्य होते. इतर प्रयोगशाळा प्रतिपदार्थ 100 पट अधिक अचूकतेने मोजू शकतात, असे संशोधकांचे म्हणणे आहे.

असे प्रयोग करण्याच्या दृष्टीकोनातून, स्मोरा आणि त्यांचे सहकारी, स्टीफन उल्मर, डसेलडॉर्फमधील हेनरिक हेन विद्यापीठात प्रतिप्रोटॉन प्राप्त करण्यासाठी एक उपकरण तयार करत आहेत. सर्नच्या प्रवासात टिकून राहण्यासाठी, अँटीमॅटरला 10 तासांपेक्षा जास्त काळ ठेवणे आवश्यक आहे: दोन सापळा लोड आणि अनलोड करण्यासाठी आणि उर्वरित 500-मैल ड्राइव्हसाठी.

सापळा हाच अभियांत्रिकीचा पराक्रम आहे. ते प्रतिपदार्थ अशा प्रकारे धरले पाहिजे की ते सामान्य पदार्थाच्या संपर्कात येत नाही. हे करण्यासाठी, चेंबर अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम अंतर्गत आयोजित केले जाते, जे इंटरस्टेलर स्पेसच्या रिक्ततेशी तुलना करता येते. ते -269C पर्यंत थंड केले जाते, ज्यामुळे चेंबरच्या भिंतींवर कोणताही भटका वायू गोठतो. मजबूत चुंबकीय आणि विद्युत क्षेत्रे नंतर क्रायोजेनिक चेंबरच्या मध्यभागी अँटीप्रोटॉन ठेवण्यासाठी वापरली जातात.

ट्रान्झिटमध्ये ट्रकने धक्के मारले किंवा जोरात ब्रेक मारला तर प्रतिपदार्थ जागेवर ठेवण्यासाठी फील्ड पुरेसे मजबूत असतात. कदाचित सामग्रीला सर्वात मोठा धोका ट्रॅफिकमध्ये अडकणे आणि वीज पुरवठा अयशस्वी होणे आहे. सर्न येथे चाचणीसाठी, सापळा सुमारे चार तास चालणाऱ्या बॅटरीद्वारे चालविला जाईल. दीर्घ प्रवासासाठी बोर्डवर समर्पित जनरेटरची आवश्यकता असेल.

स्मोरा म्हणतात, “आम्हाला कधीही अँटीप्रोटॉन्सचे प्रयोग इतरत्र करायचे असल्यास, आम्हाला ते रस्त्यावर आणावे लागेल आणि आम्ही तेच करण्याचा प्रयत्न करत आहोत,” स्मोरा म्हणतात. “सर्वप्रथम आपल्याला हे दाखवायचे आहे की आपण प्रतिपदार्थ हलवू शकतो आणि हा आपल्यासाठी मोठा मैलाचा दगड आहे.”