Rekordarv antiaatomeid magnetpurgis
 Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa Antivesiniku uurimisele pühendatud ALPHA eksperimendi juures töötavatel füüsikutel õnnestus antiaatomeid hoida nende valmistatud lõksus 1000 sekundit. Mai keskpaigas esimest korda avalikkuse tähelepanu alla sattunud uurimuse detailide avaldamist  piiras toona ajakirja Nature kehtestatud embargo.   Intervjuu ühe uurimuse juhtiv autori, Makoto Fujiwara'ga    Esiteks, käesolevas uurimuses püstitasite rekordi nii talletatud antiaine aatomite hulgas, kui ka pikendasite hoiustamise aega ligi nelja suurusjärgu võrra. Kas avalikkus võib oodata lähitulevikus katseid hoiustada veelgi enam aatomeid veelgi pikemaks ajaks või algavad nüüd tõelised eksperimendid vastukaaluks eksperimendi enda kontseptsiooni katsetamiseks?   Lähitulevikus plaanime me üritada spektroskoopia abil mõõta antiaatomi omadusi mikrolainete kasutades. Selle jaoks peaks 1000 sekundi pikkune hoiustamisaeg täiesti piisav olema.   Nimelt on meie poolt toodetavad aatomid ergastatud seisundis. Positron tiirleb antiprootonist kaugematel orbiitidel, kui ta seda teeks ilma ergastamata olekus. Kuna aga antiaatomi omaduste täpseks uurimiseks on meil vaja, et see oleks ergastamata seisundis, kujutas see endas probleemi. Antiaatomite pikemas lõksus hoidmise ajaga saame me kindlustada, et positronid on tõepoolest oma madalaimale orbiidile langenud.    Samas tunduvalt parem oleks, kui suudaksime korraga talletada rohkem aatomeid. Eksistentsiaalsemate küsimustele vastuse leidmine, nagu seda on antiaine käitumine tavalise aine poolt tekitavas gravitatsiooniväljas, on see väikese hulga aatomite puhul tunduvalt raskem ehk see jääb tuleviku hooleks.   Kui kaugele antiaine talletamise tehnoloogia ning eksperimentide läbiviimiseks vajalik aparatuur hetkel Sinu arvates arenenud on? Kas tulevikus tehtavad täiustused sõltuvad pigem metodoloogias ning seadmete kalibreerimisest  või on mõningad fundamentaalsed probleemid, mis edasisteks edusammudeks lahendust nõuavad?   On üpris selge, et võrreldes eelmise uurimusega, kus meil õnnestus 38 antiaatomit lõksu püüda, oleme me teinud suure hüppe. Tänu lõksu efektiivsuse suurendamisele õnnestus meil seda numbrit kasvatada orienteeruvalt 300 antivesiniku aatomini.   Üks põhilisi väljakutseid antivesiniku spektroskoopias on piisavalt tihedate mikrolaine või laserivalguse kimpude tootmine. Tavaliste aatomite puhul kasutatava lähenemisviisi jaoks, kus on kasutada tunduvalt rohkem aatomeid on see piisav, ent mitte väiksema hulga aatomite jaoks.   Lisaks sellele ei ole meil hetkel võimalik laserivalgust eksperimentides kasutada, kuna meil puudub laserspektroskoopiaks vajalik aparatuur. Viimase ehitamine võtab veidi aega, nii et peaksime vastavate eksperimentidega saama algust teha järgmisel aastal.   Kuigi eksperimendis talletatud aatomite arv on võrreldes eelnevaga märkimisväärne, kas see on edasisteks uurimusteks optimaalne? Millised probleemid võivad füüsikuid kimbutada, kui nad proovivad ühe korraga rohkem aatomeid pikemaks ajaks magnetsilindrisse sulgeda?   Umbes 300 aatomiga saame me juba hakata mõõtmistulemustest keskmist võtma. Seega saame juba tunduvalt kindlamad olla, et meie mõõdetavad tulemused ei ole lihtsalt statistilised kõrvalekalded või anomaaliad.   Sellegipoolest tasuks märkida, et meie poolt kasutatav eksperimentaalne aparatuur ei ole hetkel optimiseeritud. On võimalik välja arvutada, kui kaua võtaks aega antiaine annihileerumine juhul, kui me ise magnetvälju välja ei lülitaks. Meie poolt tekitatav vaakum ei ole täiesti puhas, nii et varem või hiljem puutuvad hoiustatud antiaine aatomid tavalise ainega kokku, mis seab piirangud ka antiaine hoiustamise maksimaalsele ajale.   Praegu paistab aga üheks suurimaks probleemiks olevat antiprootonite ja positronide, mida me antiaatomite ehitamiseks kasutame, temperatuur. Kui me suudaksime antiprootoneid ja positrone rohkem jahutada,  võiksime me põhimõtteliselt ka lõksu jääva antivesiniku hulka suurendada. See ei ole just väga kerge. Samas nagu eelpool mainitud, juba praegu keskmiselt magnetsilindrisse jäävate aatomite hulk võib olla piisav, et esialgseid mõõtmisi juba praegu sooritada.   Tutvu uurimusega veebikeskkonnas arXiv.   Kuidas ALPHA antiaine katse töötab?   Eksperimendi korraldamiseks vajaliku antivesiniku loomiseks toodetakse Cerni Antiprootonite Aeglustit kasutades esmalt umbes 3x10E7 antiprootonit. Aeglusti ülesehitus võimaldab korraga kinni püüda nendest umbes 6x10E4, kuna üksikute antiprootonite energia peab olema väiksem kui 3 keV (kiloelektronVolti). Sellele järgneb 'võrku jäänud' antiprootonite jahutamine ning kokkupressimine.   Pärast antiprootonite tootmist segatakse need antivesiniku loomiseks positronite pilvega. Harilikult suudetakse niimoodi põimida 6x10E3. Kogu protsess toimub magnetlõksus, mille pikkus a läbimõõt on vastavalt 270 mm ja 44,5 mm. Kuna tekkinud elektriliselt neutraalsete aatomite otsene mõjutamine on üpris keerukas, ei ole silindrisisene magnetväli kõikjal samasugune.   Antiaatomid püütakse justkui kaevu, mis antivesiniku aatomeid eksperimendi aparatuuri keskel hoiab, kuna magnetvälja tugevus lõksu äärtel on ligikaudu 2-3 T (teslat), mil lõksu keskel jääb see 1 T piiridesse. Pärast antiaine aatomite mõningast lõksus hoidmist lülitavad füüsikud magnetvälja välja ning loevad spetsiaalse detektori abil kokku, mitu antiaatomit eksperimendi lõpuks lõksu jäi, kui antiaine viimaks lõksu seintega kokkupuutudes annihileerub   
