Les protons partent en voyage, dans un camion
Des scientifiques du Centre européen pour la recherche nucléaire (CERN) ont réussi pour la première fois à transporter des protons hors d’un laboratoire d’antimatière et à travers le campus de Meyrin pendant une période de 4 heures. Il s’agit d’une étape clé vers l’objectif consistant à déplacer des antiprotons vers d’autres laboratoires de haute précision à travers l’Europe, une action nécessaire pour permettre des mesures extrêmement précises des différences entre la matière et l’antimatière, qui ne sont possibles que loin des installations d’accélérateurs. «Nous avons besoin d’une très grande précision de mesure pour pouvoir identifier d’éventuelles différences dans le moment magnétique ou le rapport charge/masse. Cependant, il est pratiquement impossible d’y parvenir à proximité des accélérateurs du CERN, car les perturbations magnétiques qu’ils génèrent sont tout simplement trop importantes», explique Stefan Ulmer, professeur à l’université Heinrich-Heine de Düsseldorf (HHU), dans un article(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) publié sur le site de cette institution. C’est pourquoi il souhaite, avec son équipe, transporter les antiprotons produits au CERN à Düsseldorf pour les mesurer dans un nouveau laboratoire extrêmement bien protégé.
Mais d’abord, les protons
Dans leur étude(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) soutenue par le projet STEP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) financé par l’UE, les chercheurs décrivent comment ils ont réussi à transporter un nuage d’environ 100 protons piégés hors de l’usine d’antimatière (AMF) du CERN à l’aide d’un système de piège de Penning transportable, supraconducteur, autonome et ouvert, appelé BASE-STEP. Le système permet d’injecter et d’éjecter des antiprotons du piège, et donc de les distribuer à d’autres expériences. Pour la première fois, et en se concentrant sur les protons plutôt que sur les antiprotons, l’équipe a transféré des protons piégés de leur zone expérimentale à l’AMF dans un camion, puis les a transportés à travers le campus de Meyrin du CERN. L’auteur principal de l’étude, Marcel Leonhardt, également rattaché à l’HHU, qui coordonne le projet STEP, explique dans l’article que: «Nous avons pu démontrer la relocalisation sans perte de protons, maintenir un fonctionnement autonome sans alimentation externe pendant quatre heures et continuer à faire fonctionner le piège sans perte par la suite. Une étape importante qui montre que les particules peuvent ainsi être déplacées sur de plus longues distances dans le trafic routier normal.» L’objectif final est d’atteindre les laboratoires de toute l’Europe. Selon Christian Smorra, coauteur principal de l’étude aux côtés de Stefan Ulmer, la portée du système peut être augmentée à l’aide de générateurs d’énergie mobiles qui permettraient d’allonger les itinéraires et les temps de transport. Cependant, maintenant que la fonctionnalité du système de transport a été prouvée avec les protons, la prochaine étape à l’ordre du jour est d’essayer de transférer des antiprotons. «Si nous y parvenons, cela marquera l’avènement potentiel d’une nouvelle ère dans la recherche de précision sur l’antimatière. Nous pourrions alors effectuer la spectroscopie d’antiprotons dans les laboratoires les plus appropriés, donc également à l’HHU à l’avenir.» La technologie développée avec le soutien de STEP (Symmetry Tests in Experiments with Portable Antiprotons) peut également servir à transporter d’autres particules, ions et molécules pour les étudier en dehors des installations d’accélérateurs. Stefan Ulmer conclut: «Il devrait être possible de transporter d’autres particules et molécules exotiques telles que des ions très chargés, par exemple à partir de GSI(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) à Darmstadt, ou des ions d’antimatière chargés et des ions moléculaires, et de les étudier indépendamment des accélérateurs.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: page web du projet STEP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
