CERN: Osiemnastokrotny Wzrost Produkcji Antywodoru Dzięki Chłodzeniu Pozytonów

Naukowcy zaangażowani w eksperyment ALPHA w Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) w Szwajcarii ogłosili 18 listopada 2025 roku znaczące osiągnięcie technologiczne w syntezie antymaterii. Przełom ten jest bezpośrednio związany z wdrożeniem nowatorskiej metody chłodzenia pozytonów, co przełożyło się na ośmiokrotne przyspieszenie tempa wytwarzania atomów antywodoru w obrębie Antyfabryki Antymaterii.

Zespół badawczy zastosował technikę chłodzenia sympatycznego, wykorzystując precyzyjnie kontrolowaną chmurę jonów berylu, wstępnie schłodzonych laserowo, do efektywnego obniżenia energii kinetycznej pozytonów. Ta inżynieryjna modyfikacja jest kluczowa dla procesu formowania antywodoru, umożliwiając kolaboracji ALPHA generowanie znaczących ilości antymaterii. Obecnie zgłaszana jest zdolność do syntezy ponad 15 000 atomów antywodoru w czasie krótszym niż siedem godzin.

Podstawową motywacją dla tych prac pozostaje kosmologiczna zagadka asymetrii między materią a antymaterią w obserwowalnym Wszechświecie. Eksperyment ALPHA, kontynuujący prace projektu ATHENA, jest skonfigurowany do przechwytywania i dogłębnego badania atomów antywodoru, co pozwala na bezpośrednie porównania z ich materią, czyli standardowym wodorem. Zwiększona wydajność drastycznie skraca czas potrzebny na zgromadzenie bazy danych, redukując jednocześnie akumulację błędów systematycznych związanych z długotrwałymi pomiarami.

Pozytony, antycząstki elektronów pozyskiwane z izotopu sodu-22, są chłodzone do temperatury około -266 stopni Celsjusza dzięki interakcji z plazmą jonów berylu. To obniżenie energii kinetycznej znacząco zwiększa prawdopodobieństwo ich połączenia się z antyprotonami w stabilny atom antywodoru. CERN, jako wielonarodowa organizacja, kontynuuje badania nad fundamentalnymi symetriami, takimi jak symetria CPT, której naruszenie mogłoby dostarczyć informacji o wczesnych momentach kosmosu.

Wcześniejsze kamienie milowe, takie jak osiągnięcie przez ALPHA w czerwcu 2011 roku zdolności do uwięzienia antyatomów na ponad szesnaście minut, uwydatniały trudności w gromadzeniu materiału badawczego. Obecny technologiczny skok przesuwa pole badań od skrajnej rzadkości do względnej obfitości w warunkach laboratoryjnych. Umożliwia to intensywniejsze koncentrowanie się na pomiarach precyzyjnych widma antywodoru, co może ujawnić subtelne różnice w stosunku do wodoru, informując teorie fizyki cząstek wykraczające poza Model Standardowy.