Prugressu in u trasportu antiprotoni  

Big Bang hà pruduciutu quantità ugguali di materia è antimateria chì duverebbe annunzià l'altri lascendu un universu viotu. Tuttavia, a materia sopravvive è domina l'universu mentre l'antimateria sparì. Hè pensatu chì una certa diffarenza scunnisciuta in e proprietà basiche trà particeddi è antiparticuli currispondenti pò esse rispunsevuli di questu. E misurazioni d'alta precisione di e proprietà fundamentali di l'antiprotoni anu potenziale per arricchisce a cunniscenza di l'asimmetria materia-antimateria. Hè bisognu di furnimentu di antiprotoni. Attualmente, u Antiproton Decelerator (AD) di CERN hè l'unica facilità induve l'antiprotoni sò pruduciuti è almacenati. Ùn hè micca pussibule di fà studii d'alta precisione di l'antiprotoni vicinu à l'AD per via di i fluttuazioni di u campu magneticu generati da l'acceleratori. Dunque, u trasportu di antiprotoni da questa facilità à altri laboratori hè un imperativu. Attualmente, ùn ci hè micca una tecnulugia adattata per fà. BASE-STEP hè un passu avanti in questa direzzione. Hè un dispositivu relativamente compactu cuncepitu per almacenà è trasportu antiprotoni da a facilità CERN à i laboratorii in altre locu per studii d'alta precisione di l'antimateria. U 24 d'ottobre di u 2024, BASE-STEP hà realizatu una dimostrazione tecnologica di successu utilizendu protoni intrappulati cum'è stand-in per antiprotoni. Hà trasportatu una nuvola di 70 protoni in u locu in un camion. Questu hè statu u primu casu di trasportu di particelle sciolte in una trappula riutilizabile è un passu impurtante versu a creazione di un serviziu di consegna antiprotoni à esperimenti in altri laboratori. Cù certi raffinamenti in i prucessi, l'antiprotoni sò previsti per esse trasportati in 2025.  

In u principiu, u Big Bang hà pruduciutu quantità uguali di materia è antimateria. Tutti dui sò idèntici in pruprietà, solu chì anu cariche opposte, è i so mumenti magnetichi sò invertiti.  

A materia è l'antimateria anu da esse rapidamente annihilate lassendu daretu à un universu viotu, ma questu ùn hè micca successu. L'universu avà hè totalmente duminatu da a materia mentre l'antimateria sparì. Questu hè pensatu chì ci hè una certa sfarenza scunnisciuta trà e particeddi fundamentali è i so antiparticuli currispondenti chì pò avè purtatu à a sopravvivenza di a materia mentre chì l'antimateria hè stata eliminata chì porta à l'asimetria materia-antimateria.  

Sicondu a simmetria CPT (Charge, Parity, and Time reversal), chì face parte di u mudellu Standard di a fisica di particelle, e proprietà basiche di e particelle duveranu esse uguali è in parte opposte à quelli di i so antiparticuli currispondenti. E misurazioni sperimentali d'alta precisione di e diffirenzii in e proprietà basiche (cum'è masse, carichi, lifetimes o mumenti magnetichi) di e particelle è i so antiparticuli currispondenti ponu aiutà à capisce l'asimmetria materia-antimateria. Questu hè u cuntestu di CERN's Barione Esperimentu di simmetria antibarione (BASE).   

L'esperimentu BASE hè statu cuncepitu per investigà a simmetria di l'antiprotonu di u Proton realicendu misure d'alta precisione di e proprietà (cum'è u mumentu magneticu intrinsicu) di l'antiprotoni cù una precisione frazionaria in ordine di parte per miliardi. U prossimu passu hè a comparazione di sti misurazioni cù i valori currispundenti per i protoni. Per u mumentu magneticu intrinsicu, u prucessu tutale hè basatu annantu à e misurazioni di a freccia di Larmor è a frequenza di ciclotron.     

Attualmente, u Antiproton Decelerator (AD) di u CERN hè l'unica facilità induve l'antiprotoni sò pruduciuti è almacenati in rutina. Questi antiprotoni anu da esse studiatu quì à a facilità di u CERN, ma i fluttuazioni di u campu magneticu generati da l'acceleratore in u situ limitanu a precisione di e misurazioni di e proprietà antiprotoni. Dunque, l'imperativu di trasportà l'antiprotoni pruduciuti in AD à i laboratorii in altre locu. Ma l'antimateria ùn hè micca faciule da trattà, chì anu rapidamente annihilate in u cuntattu cù a materia. Attualmente, ùn ci hè micca una tecnulugia adattata per trasportà l'antiprotoni à i laboratorii in altre locu per i ricercatori per fà studii d'alta precisione. BASE-STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable antiprotons) hè un passu avanti in questa direzzione.  

BASE-STEP hè un dispositivu relativamente compactu cuncepitu per almacenà è trasportu antiprotoni da a facilità CERN à i laboratorii in altre locu per studii d'alta precisione di l'antimateria. Hè un sottuprogettu di BASE, pesa circa una tonna è hè circa cinque volte più chjucu cà l'esperimentu BSE originale.  

U 24 d'ottobre 2024, BASE-STEP hà realizatu una dimostrazione tecnologica di successu utilizendu protoni intrappulati cum'è stand-in per antiprotoni. Hà trasportatu una nuvola di 70 protoni in u locu in un camion. Questu hè statu u primu casu di trasportu di particelle sciolte in una trappula riutilizabile è un passu impurtante versu a creazione di un serviziu di consegna antiprotoni à esperimenti in altri laboratori. Cù qualchì raffinamentu in i prucessi, u trasportu di l'antiprotoni hè previstu in 2025.  

PUMA (antiProton Unstable Matter Annihilation) hè un altru esperimentu di natura simile ma destinatu à un scopu sfarente. Cum'è BASE-STEP, PUMA implica ancu a preparazione di una trappula trasportabile per spustà l'antiprotoni da a sala Antiproton Decelerator (AD) di CERN à a so facilità ISOLDE per l'usu in u studiu di fenomeni di fisica nucleare esotica.  

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Da vede:  

1. CERN. News - L'esperimentu BASE face un grande passu versu l'antimateria portable. Posted 25 October 2024. Disponibile à https://home.cern/news/news/experiments/base-experiment-takes-big-step-towards-portable-antimatter  

2. CERN. Rapportu di Disegnu Tecnicu di BASE-STEP.  https://cds.cern.ch/record/2756508/files/SPSC-TDR-007.pdf 

3. Smorra C., et al 2023. BASE-STEP: Un reservoir antiproton transportable per studii d'interazzione fundamentale. Rev Sci. Instrum. 94, 113201. 16 nuvembre 2023. DOI : https://doi.org/10.1063/5.0155492 

4. Aumann, T., Bartmann, W., Boine-Frankenheim, O. et al. PUMA, annichilazione di materia instabile antiProton. Eur. Phys. J. A 58, 88 (2022). DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-022-00713-x 

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