La colaboración BASE en el CERN ha conseguido más de una primicia en la investigación de la antimateria. Por ejemplo, Hizo la primera medición cada vez más precisa de la antimateria que de la materia, mantuvo la antimateria almacenada durante un tiempo récord de más de un año, y llevó a cabo la primera búsqueda en laboratorio de una interacción entre la antimateria y una partícula candidata para la materia oscura llamada axión. Ahora, El equipo de BASE está desarrollando un dispositivo que podría llevar la investigación de la antimateria a nuevas alturas:una trampa antiprotón transportable para transportar la antimateria producida en el desacelerador de antimateria (AD) del CERN a otra instalación en el CERN o en otro lugar. para mediciones de antimateria de mayor precisión. Estas mediciones podrían revelar diferencias entre materia y antimateria.

El Big Bang debería haber creado cantidades iguales de materia y antimateria, sin embargo, el universo actual está hecho casi en su totalidad de materia, así que algo debe haber sucedido para crear el desequilibrio. El modelo estándar de física de partículas predice una cierta diferencia entre materia y antimateria, pero esta diferencia es insuficiente para explicar el desequilibrio, incitando a los investigadores a buscar otros diferencias aún no vistas entre las dos formas de materia. Esto es exactamente lo que los equipos detrás de BASE y otros experimentos ubicados en la sala AD del CERN están tratando de hacer.

BASE, en particular, investiga las propiedades de los antiprotones, las antipartículas de los protones. Primero toma los antiprotones producidos en la EA, el único lugar del mundo donde se crean antiprotones a diario, y luego los almacena en un dispositivo llamado trampa de Penning. que mantiene las partículas en su lugar con una combinación de campos eléctricos y magnéticos. Próximo, BASE alimenta los antiprotones uno por uno en una configuración de trampas múltiples para medir dos frecuencias, a partir de la cual se pueden deducir las propiedades de los antiprotones, como su momento magnético, y luego compararlas con las de los protones. Estas frecuencias son la frecuencia del ciclotrón, que describe la oscilación de una partícula cargada en un campo magnético, y la frecuencia de Larmor, que describe el llamado movimiento precesional en la trampa del giro intrínseco de la partícula.

El equipo de BASE ha estado realizando mediciones cada vez más precisas de estas frecuencias, pero la precisión está limitada en última instancia por perturbaciones externas al campo magnético de la configuración. "La sala AD no es el más tranquilo de los entornos magnéticos, "dice el portavoz de BASE Stefan Ulmer." Para tener una idea, mi oficina en el CERN es 200 veces más tranquila que la sala AD, " él dice, sonriente.

De ahí la propuesta del equipo de BASE de hacer una trampa de antiprotones transportable para llevar los antiprotones producidos en la EA a un laboratorio de medición con un entorno magnético más tranquilo. El dispositivo, llamado BASE-STEP y dirigido por el portavoz adjunto de BASE Christian Smorra, consistirá en un sistema de trampa Penning dentro del orificio de un imán superconductor que puede resistir las fuerzas relacionadas con el transporte. Además, tendrá un sistema de enfriamiento de helio líquido, lo que permite transportarlo durante varias horas sin necesidad de energía eléctrica para mantenerlo fresco. El sistema Penning-trap contará con una primera trampa para recibir y liberar los antiprotones producidos en el AD, y una segunda trampa para almacenar los antiprotones.

El dispositivo total tendrá 1,9 metros de largo, 0,8 metros de ancho, 1,6 metros de altura y como máximo 1000 kg de peso. "Estas dimensiones y peso compactos significan que, en principio, podríamos cargar la trampa en un pequeño camión o furgoneta y transportarla desde la sala AD a otra instalación ubicada en el CERN o en otro lugar, para ampliar nuestra comprensión de la antimateria, "dice Smorra, que recibió una Beca de Inicio del Consejo Europeo de Investigación para llevar a cabo el proyecto.

El equipo BASE ha comenzado a desarrollar los primeros componentes del dispositivo y espera completarlo en 2022. decisiones y aprobaciones pendientes. Estén atentos para más desarrollos.