CERN 연구원들, 트럭으로 반양성자 운송, 세계 최초 실험
Source: Slashdot
배경
CERN 입자 물리 실험실의 연구원들은 실험실 본부 전역을 가로질러 트럭으로 반양성자를 성공적으로 운반했습니다. 이 업적은 최초이며, 2024년에 양성자를 이용한 유사 테스트에 이어 이루어졌습니다. CERN은 이 성과를 “반물질을 유럽 전역의 실험실 사이에 이동시킬 수 있는 능력에 대한 거대한 도약”이라고 설명합니다.
BASE‑STEP 장치
2020년, BASE 팀은 BASE‑STEP(Baryon‑Antibaryon Symmetry Experiment‑Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons)이라는 장치를 개발하기 시작했으며, 이는 반양성자를 저장하고 운반하기 위한 장치입니다.
- 트랩: 산소‑불순물 없는 구리로 만든 금도금 원통형 전극 스택으로 구성된 Penning 트랩.
- 자석: 초저온에서 작동하는 초전도 자석 보어에 둘러싸여 있음.
- 차폐: 외부 자기장으로부터 입자를 보호하기 위해 탄소‑강 진공 챔버를 포함.
- 장착: 트랩은 알루미늄 프레임에 장착되어 표준 포크리프트와 크레인으로 운반이 가능하며, 충격과 진동을 견딜 수 있음.
운송 실험
양성자 테스트 (2024)
2024년에 BASE 연구원들은 이 장치를 사용해 약 10⁵개의 트랩된 양성자 구름을 CERN의 메이린 캠퍼스 전역으로 4시간 동안 운반했습니다.
반양성자 운송 (2024)
BASE‑STEP을 반양성자에 맞게 개조한 뒤, 팀은 92개의 반양성자 구름이 들어 있는 트랩을 캠퍼스 주변으로 30 분간 이동시켰으며, 최고 속도는 42 km/h에 달했습니다.
향후 계획
다음 목표는 독일 뒤셀도르프에 있는 Heinrich Heine University (HHU)까지 반양성자를 운반하는 것으로, 약 8시간이 소요될 것으로 예상됩니다.
“이 경우 트랩의 초전도 자석을 8.2 K 이하의 온도로 유지해야 합니다,” 라고 BASE‑STEP 팀 리더 Christian Smorra가 말합니다. “따라서 액체 헬륨 외에도 트럭에 장착된 크라이오쿨러를 구동할 발전기가 필요합니다. 현재 이 가능성을 조사 중입니다.”
성공한다면 물리학자들은 운반된 반양성자를 이용해 양성자와 반양성자 사이의 전하‑패리티‑시간(CPT) 위반을 현재 CERN에서 가능한 수준보다 최소 100배 높은 정밀도로 탐색할 수 있게 됩니다.
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