මහා පිපිරුම හිස් විශ්වයක් ඉතිරි කර එකිනෙකා විනාශ කළ යුතු පදාර්ථ හා ප්රති-පදාර්ථ සමාන ප්රමාණවලින් නිපදවීය. කෙසේ වෙතත්, පදාර්ථය නොනැසී පවතින අතර විශ්වයේ ආධිපත්යය දරන අතර ප්රති-පදාර්ථය අතුරුදහන් විය. අංශු සහ අනුරූපී ප්රතිඅංශු අතර මූලික ගුණවල යම් නොදන්නා වෙනසක් මෙයට හේතු විය හැකි බව සැලකේ. ප්රතිප්රෝටෝනවල මූලික ගුණවල ඉහළ නිරවද්ය මිනුම්වලට පදාර්ථ-ප්රතිපදාර්ථ අසමමිතිය පිළිබඳ අවබෝධය පොහොසත් කිරීමට හැකියාව ඇත. එයට ප්රතිප්රෝටෝන සැපයීම අවශ්ය වේ. දැනට, CERN හි Antiproton Decelerator (AD) යනු ප්රතිප්රෝටෝන නිපදවා ගබඩා කරන එකම පහසුකමයි. ත්වරණකාරක මගින් ජනනය වන චුම්බක ක්ෂේත්ර උච්චාවචනයන් හේතුවෙන් AD ආසන්නයේ ප්රතිප්රෝටෝන පිළිබඳ ඉහළ නිරවද්ය අධ්යයනයක් සිදු කළ නොහැක. එබැවින් මෙම පහසුකමෙන් ප්රතිප්රෝටෝන වෙනත් රසායනාගාර වෙත ප්රවාහනය කිරීම අත්යවශ්ය වේ. දැනට ඒ සඳහා සුදුසු තාක්ෂණයක් නැහැ. BASE-STEP යනු මෙම දිශාවේ ඉදිරි පියවරකි. එය ප්රති-පදාර්ථ පිළිබඳ ඉහළ නිරවද්යතා අධ්යයනය සඳහා CERN පහසුකමේ සිට වෙනත් ස්ථානවල රසායනාගාර වෙත ප්රතිප්රෝටෝන ගබඩා කිරීම සහ ප්රවාහනය කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති සාපේක්ෂව සංයුක්ත උපාංගයකි. 24 ඔක්තෝබර් 2024 දින, BASE-STEP විසින් ප්රතිප්රෝටෝන සඳහා ස්ථාවරයක් ලෙස සිරවී ඇති ප්රෝටෝන භාවිතා කරමින් සාර්ථක තාක්ෂණික ප්රදර්ශනයක් පවත්වන ලදී. එය ට්රක් රථයක ප්රෝටෝන 70 ක වලාකුළක් දේශීයව ප්රවාහනය කළේය. මෙය නැවත භාවිත කළ හැකි උගුලක ලිහිල් අංශු ප්රවාහනය කිරීමේ පළමු අවස්ථාව වූ අතර අනෙකුත් රසායනාගාරවල අත්හදා බැලීම් සඳහා ප්රතිප්රෝටෝන බෙදා හැරීමේ සේවාවක් නිර්මාණය කිරීමේ වැදගත් පියවරක් විය. ක්රියා පටිපාටිවල සමහර පිරිපහදු කිරීම් සමඟ, ප්රතිප්රෝටෝන 2025 දී ප්රවාහනය කිරීමට සැලසුම් කර ඇත.
ආරම්භයේ දී මහා පිපිරුම මගින් පදාර්ථ හා ප්රති-පදාර්ථ සමාන ප්රමාණවලින් නිපදවන ලදී. දෙකම ප්රතිවිරුද්ධ ආරෝපණ ඇති බැවින්, ඒවායේ චුම්භක අවස්ථා ප්රතිවර්තනය වන බැවින්, ගුණාංග වලින් සමාන වේ.
පදාර්ථය සහ ප්රති-පදාර්ථය හිස් විශ්වයක් ඉතිරි කරමින් ඉක්මනින් විනාශ වී යා යුතුව තිබූ නමුත් එය සිදු නොවීය. දැන් විශ්වය සම්පූර්ණයෙන්ම පදාර්ථයෙන් ආධිපත්යය දරන අතර ප්රති-පදාර්ථ අතුරුදහන් විය. මූලික අංශු සහ ඒවාට අනුරූප ප්රති-අංශු අතර කිසියම් නොදන්නා වෙනසක් ඇති බව මෙය සිතන අතර එය පදාර්ථයේ පැවැත්මට හේතු විය හැකි අතර ප්රති-පදාර්ථය ඉවත් කර පදාර්ථ-ප්රතිපදාර්ථ අසමමිතිය ඇති කරයි.
අංශු භෞතික විද්යාවේ සම්මත මොඩලයේ කොටසක් වන CPT (Charge, Parity, and Time reversal) සමමිතියට අනුව අංශුවල මූලික ගුණ සමාන විය යුතු අතර ඒවායේ අනුරූපී ප්රති-අංශුවලට අර්ධ වශයෙන් ප්රතිවිරුද්ධ විය යුතුය. අංශුවල මූලික ගුණවල (ස්කන්ධ, ආරෝපණ, ආයු කාලය හෝ චුම්බක අවස්ථා වැනි) වෙනස්කම් සහ ඒවාට අනුරූප ප්රති-අංශුවල වෙනස්කම් පිළිබඳ අධි-නිරවද්ය පර්යේෂණාත්මක මිනුම් ද්රව්ය-ප්රති-පදාර්ථ අසමමිතිය අවබෝධ කර ගැනීමට උපකාරී වේ. මෙය සන්දර්භයයි සර්න්ගේ බැරියන් Antibaryon Symmetry Experiment (BASE).
ප්රෝටෝන ප්රතිප්රෝටෝන සමමිතිය විමර්ශනය කිරීමට මූලික අත්හදා බැලීම සැලසුම් කර ඇත්තේ ප්රතිප්රෝටෝනවල ගුණවල (අභ්යන්තර චුම්භක මොහොත වැනි) අධි-නිරවද්ය මිනුම් සිදු කිරීම මගින් භාගික නිරවද්යතාවයකින් බිලියනයකට කොටසක අනුපිළිවෙලකටය. ඊළඟ පියවර වන්නේ මෙම මිනුම් ප්රෝටෝන සඳහා අනුරූප අගයන් සමඟ සංසන්දනය කිරීමයි. නෛසර්ගික චුම්බක මොහොත සඳහා, සම්පූර්ණ ක්රියාවලිය Larmor සංඛ්යාතයේ සහ cyclotron සංඛ්යාතයේ මිනුම් මත පදනම් වේ.
වර්තමානයේ, CERN හි Antiproton Decelerator (AD) යනු ප්රතිප්රෝටෝන නිතිපතා නිෂ්පාදනය කර ගබඩා කර ඇති එකම පහසුකමයි. මෙම ප්රතිප්රෝටෝන මෙහි CERN හි පහසුකමේදී අධ්යයනය කළ යුතු වුවද අඩවියේ ඇති ත්වරණකාරකය මඟින් ජනනය කරන චුම්බක ක්ෂේත්ර උච්චාවචනයන් ප්රතිප්රෝටෝන ගුණවල මිනුම්වල නිරවද්යතාවය සීමා කරයි. එබැවින්, AD හි නිෂ්පාදනය කරන ලද ප්රතිප්රෝටෝන වෙනත් ස්ථානවල රසායනාගාර වෙත ප්රවාහනය කිරීම අත්යවශ්ය වේ. නමුත් ප්රති-පදාර්ථ ද්රව්ය සමඟ සම්බන්ධ වීමේදී ඉක්මනින් විනාශ වන බැවින් ඒවා සමඟ කටයුතු කිරීම පහසු නොවේ. වර්තමානයේ, පර්යේෂකයන්ට ඉහළ නිරවද්ය අධ්යයනයන් සඳහා ප්රතිප්රෝටෝන වෙනත් ස්ථානවල රසායනාගාර වෙත ප්රවාහනය කිරීමට සුදුසු තාක්ෂණයක් නොමැත. BASE-STEP (අතේ ගෙන යා හැකි ප්රතිප්රෝටෝන සමඟ අත්හදා බැලීම්වල සමමිතික පරීක්ෂණ) මෙම දිශාවේ ඉදිරි පියවරකි.
BASE-STEP යනු ප්රති-පදාර්ථ පිළිබඳ ඉහළ නිරවද්යතා අධ්යයනය සඳහා CERN පහසුකමේ සිට වෙනත් ස්ථානවල රසායනාගාර වෙත ප්රතිප්රෝටෝන ගබඩා කිරීම සහ ප්රවාහනය කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති සාපේක්ෂව සංයුක්ත උපාංගයකි. එය BASE හි උප ව්යාපෘතියක් වන අතර බර ටොන් එකක් පමණ වන අතර මුල් BSE අත්හදා බැලීම්වලට වඩා පස් ගුණයකින් කුඩා වේ.
24 ඔක්තෝබර් 2024 දින, BASE-STEP විසින් ප්රතිප්රෝටෝන සඳහා ස්ථාවරයක් ලෙස සිරවී ඇති ප්රෝටෝන භාවිතා කරමින් සාර්ථක තාක්ෂණික ප්රදර්ශනයක් පවත්වන ලදී. එය ට්රක් රථයක ප්රෝටෝන 70 ක වලාකුළක් දේශීයව ප්රවාහනය කළේය. මෙය නැවත භාවිතා කළ හැකි උගුලක ලිහිල් අංශු ප්රවාහනය කිරීමේ පළමු අවස්ථාව වන අතර අනෙකුත් රසායනාගාරවල අත්හදා බැලීම් සඳහා ප්රතිප්රෝටෝන බෙදා හැරීමේ සේවාවක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා වැදගත් පියවරක් විය. ක්රියා පටිපාටිවල යම් ශෝධනයක් සහිතව, ප්රතිප්රෝටෝන ප්රවාහනය 2025 දී සැලසුම් කර ඇත.
PUMA (antiProton Unstable Matter Annihilation) යනු සමාන ස්වභාවයක් ඇති නමුත් විවිධ අරමුණු ඉලක්ක කරගත් තවත් අත්හදා බැලීමකි. BASE-STEP මෙන්ම, විදේශීය න්යෂ්ටික භෞතික විද්යා සංසිද්ධි අධ්යයනය සඳහා භාවිතා කිරීම සඳහා CERN හි Antiproton Decelerator (AD) ශාලාවේ සිට එහි ISOLDE පහසුකම දක්වා ප්රතිප්රෝටෝන ගෙනයාමට ප්රවාහනය කළ හැකි උගුලක් සකස් කිරීම PUMA ද ඇතුළත් වේ.
***
යොමුව:
- CERN පුවත් - BASE අත්හදා බැලීම අතේ ගෙන යා හැකි ප්රති-පදාර්ථ වෙත විශාල පියවරක් ගනී. 25 ඔක්තෝබර් 2024 පළ කරන ලදී https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter
- CERN BASE-STEP හි තාක්ෂණික සැලසුම් වාර්තාව. https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf
- Smorra C., et al 2023. BASE-STEP: මූලික අන්තර්ක්රියා අධ්යයනය සඳහා ප්රවාහනය කළ හැකි ප්රතිප්රෝටෝන ජලාශයකි. ගරු Sci. උපකරණය. 94, 113201. 16 නොවැම්බර් 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0155492
- Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O. et al. PUMA, antiProton අස්ථායී පදාර්ථ විනාශ කිරීම. EUR. භෞතික J. A 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x
***
සබැඳි ලිපි
- 'පදාර්ථය' විශ්වයේ ආධිපත්යය දරන අතර 'ප්රතිපදාර්ථ' නොවන්නේ ඇයි? විශ්වය පවතින්නේ ඇයිද යන ගවේෂණයේදී (18 අප්රේල් 2020)
- නියුට්රිනෝ දෝලනය අත්හදා බැලීම් සමඟ පදාර්ථයේ අභිරහස-විශ්වයේ ප්රතිපදාර්ථ අසමමිතිය හෙළිදරව් කිරීම (1 මැයි 2020)
- "ඉතා මුල් විශ්වය" අධ්යයනය සඳහා අංශු ඝට්ටන: Muon collider පෙන්නුම් කරයි (31 ඔක්තෝබර් 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}