Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) lần đầu vận chuyển thành công phản vật chất bằng xe tải, đánh dấu một bước tiến mới trong nghiên cứu phản vật chất và mở ra khả năng thực hiện các phép đo chính xác hơn ngoài khu vực thí nghiệm hiện tại.

Theo Gigazine, ngày 26/3, CERN cho biết nhóm thí nghiệm BASE đã di chuyển 92 phản prôtôn (antiproton) — phản hạt của proton — tới một địa điểm khác. Đây là lần đầu tiên phản vật chất được vận chuyển trực tiếp giữa hai địa điểm bằng thiết bị chứa chuyên dụng. Trong thử nghiệm, xe tải di chuyển hơn 8 km trong khoảng 30 phút, với tốc độ tối đa 42 km/h.

Yếu tố then chốt của thử nghiệm là BASE-STEP, thiết bị lưu trữ và vận chuyển phản vật chất dạng di động. Hệ thống này tích hợp nam châm siêu dẫn, cơ chế làm lạnh xuống nhiệt độ cực thấp và buồng chân không, cho phép giữ phản prôtôn ổn định bằng từ trường và điện trường trong suốt quá trình vận chuyển.

Thiết bị nặng khoảng 1 tấn, nhưng đã được thu gọn để có thể đưa lên xe tải, di chuyển ra vào phòng thí nghiệm và chịu được rung lắc trong quá trình chạy xe. Với phản vật chất, đây là yêu cầu đặc biệt quan trọng vì chúng sẽ biến mất ngay khi tiếp xúc với vật chất thông thường.

Theo CERN, việc duy trì môi trường chân không cao cùng nhiệt độ cực thấp trong lúc di chuyển là thách thức công nghệ cốt lõi. BASE-STEP được xem là bước tiến kỹ thuật quan trọng khi đáp ứng được các điều kiện này mà vẫn bảo đảm tính cơ động.

Lý do của thử nghiệm vận chuyển xuất phát từ nhu cầu nâng độ chính xác của phép đo. Khu vực tạo phản vật chất tại CERN tồn tại các dao động từ trường dù rất nhỏ, làm hạn chế những thí nghiệm đòi hỏi độ chính xác cao. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã thử đưa phản prôtôn ra ngoài để đo mô-men từ trong môi trường ổn định hơn.

Nhóm BASE đặt mục tiêu phân tích chính xác các đặc tính của phản prôtôn nhằm làm rõ vì sao vũ trụ hiện chỉ còn vật chất, trong khi phản vật chất dường như đã biến mất. Phản vật chất gồm các hạt gần tương ứng với vật chất thông thường nhưng mang điện tích và một số tính chất trái dấu. Hiện CERN là nơi duy nhất trên thế giới có thể tạo phản vật chất nhân tạo để nghiên cứu.

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu dự kiến mở rộng phạm vi vận chuyển sang các tòa nhà khác trong khuôn viên CERN, đồng thời thử nghiệm việc chuyển phản prôtôn giữa các thiết bị khác nhau. Xa hơn, mục tiêu đến năm 2029 là vận chuyển tới một viện nghiên cứu ở Đức, cách CERN khoảng 700 km. Để làm được điều đó, nhóm cũng đang xem xét lắp máy phát điện trên xe tải nhằm duy trì nhiệt độ cực thấp, khoảng dưới 8,2 K.

CERN cho rằng kết quả lần này có thể trở thành bước ngoặt mới của lĩnh vực nghiên cứu phản vật chất. Nếu công nghệ vận chuyển phản vật chất di động được hoàn thiện, các thí nghiệm vốn bị giới hạn trong một cơ sở có thể được mở rộng ra nhiều địa điểm, qua đó mang lại thêm manh mối cho bài toán bất đối xứng cơ bản của vũ trụ.