Poprvé v historii lidstva se chystá přeprava antimatérie, tajemné substance vesmíru, která vzbuzuje fantazii a zároveň obavy mnoha lidí. Tento historický krok se odehraje na silnici a má prokázat, že je takový transport vůbec možný a že částice se nedostanou ven. „Vstupujeme do naprosto neprobádané oblasti,“ prohlásili fyzici Stefan Ulmer a Christian Smorra z univerzity v Düsseldorfu, kteří se ve švýcarské Ženevě věnují výzkumu základů vesmíru v evropském jaderném výzkumném centru CERN.
Na trase dlouhé pět kilometrů se má pohybovat 100 až 1000 antiprotonů, a to výhradně na pozemcích CERNu. Pokud test proběhne úspěšně, bude materiál později převážet nákladní vozy do laboratoří v Düsseldorfu, Hannoveru a Heidelbergu. V případě úspěchu by to mělo obrovský význam: CERN je totiž jediné místo na světě, kde je možné antiprotony skladovat.
„Pokud se nám podaří přepravovat částice antimatérie a analyzovat je nezávisle na místě jejich výroby, otevře to nové možnosti výzkumu,“ říká Ulrich Husemann, ředitel pro částicovou fyziku v výzkumném centru DESY v Hamburku, který se na experimentu nepodílí. Cílem této iniciativy je lépe pochopit základy vesmíru a naší existence.
Antimateriální vize v pop kultuře
Autor bestselleru Dan Brown a Hollywood vytvořili temné vize ohledně antimatérie, které vyvolaly obavy u mnoha lidí. Brown v románu „Ilumináti“ popisuje závod s časem, aby se snažil zastavit bombu s antimatérií, která měla vybuchnout ve Vatikánu. Odborníci však tvrdí, že to, co Brown stvořil ve své fantazii, není vůbec možné: Podle aktuální technologie by výroba 0,5 gramů antimatérie potřebné pro bombu s výbušnou silou atomových bomb v Hirošimě trvala 75 miliard let, jak vysvětluje Ulmer.
V nadcházející přepravě jde přitom o množství, které má před číslem ještě 24 nul. „Obavy z nebezpečí, jaké jsou prezentovány v hollywoodských filmech, nejsou vědecky podložené,“ říká Husemann.
Nejdražší materiál na světě
Od roku 1986 se v CERNu, kde je simulován Velký třesk, daří zpomalit produkované částice antimatérie tak, aby bylo možné je skladovat. Energetické nároky dělají z antimatérie nejdražší materiál na světě, a proto se produkují pouze mikroskopické množství. Ulmer uvádí, že jeden gram antiprotonů by stál několik bilionů dolarů. Pro precizní měření v částicových pastích jsou přitom potřeba jen velmi malé množství částic. „Během jednoho roku měření jsme spotřebovali pouze tři antiprotony,“ říká Ulmer.
Antimateriální částice by mohly lidem připadat děsivé právě proto, že jsou jakýmsi „zrcadlovým obrazem“ hmoty: Při vzájemném kontaktu se navzájem ničí. „Když se antiproton setká s protonem, dojde k výbuchu světla,“ vysvětluje Ulmer. Avšak lidé a celé vesmíru jsou složeni z protonů, tedy z hmoty. Není antimatérie opravdu obrovskou hrozbou?
Faktem je, že v univerzu antiteilchen existují, ale jsou velmi vzácná. Otázka, proč existuje obrovský přebytek hmoty, patří mezi největší záhady částicové fyziky. Podle dosavadních fyzikálních poznatků by při Velkém třesku mělo vzniknout stejné množství hmoty a antimatérie. Proč tedy nedošlo k jejich vzájemnému vyhlazení? „To, že existujeme, stojí v rozporu se standardním modelem částicové fyziky,“ říká Ulmer.
Tuto záhadu se fyzici snaží vyřešit. Je hmota a antimatérie navzdory opačnému náboji jiná? Dosavadními měřicími metodami nebyl objeven žádný rozdíl. Proto se nyní budují laboratoře, které budou schopny měřit 1000krát přesněji než v CERNu, kde urychlovače částic vytvářejí vysoké fluktuace magnetického pole, jež narušují měření.
Bezpečnost přepravy
Pro přepravu vyvinuli Smorra, Ulmer a jejich tým jakýsi elektromagnetický kontejner, zvaný Penningova past. „Past sama vypadá jako hromada prstenců,“ vysvětluje Smorra. Vnitřní průměr je asi jeden centimetr a délka přibližně tři centimetry. K tomu se přidává supravodivý magnet, ve kterém se částice při teplotě minus 268 stupňů pohybují ve vysokém vakuu. Celková hmotnost kontejneru činí přibližně 800 kilogramů – pro přepravu je proto zapotřebí nákladní auto.
Fyzici mohou s pomocí přístrojů v reálném čase sledovat, zda jsou částice během jízdy stále v Penningově pasti. Nepříznivá situace by nastala při srážce nebo pokud by auto vjelo do hluboké díry: Při příliš silných vibracích by mohly částice uniknout. Odborníci však ujišťují, že by to neohrozilo okolí.
Vzájemné ničení hmoty a antimatérie by proběhlo v tak minimálním měřítku, že by to téměř nebylo měřitelné, natožviditelné, vysvětluje Ulmer. Husemann zdůrazňuje: „Z přepravy nevzniká žádné nebezpečí pro lidi, kteří se nacházejí na silnici, vzhledem k minimálnímu množství antimatériových částic.“
Pokud vše proběhne bez problémů, měl by první transport přes dálnici z Ženevy do Düsseldorfu – dlouhý přibližně 780 kilometrů – nastat snad v roce 2029.
