【物理学】反物質の長期保存・輸送技術の開発を目指す欧州原子核研究機構(CERN)［03/19］
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欧州原子核研究機構(CERN)は、反物質を長期保存・輸送する技術の開発を進めている。
陽子の反粒子である反陽子を生成・捕獲した後に別棟の実験施設に輸送し、
反陽子と原子核の衝突実験などを行う計画であるという。
反物質は物質に接触した瞬間に対消滅してしまうため、実験に必要な量の反物質を作り出し、
一定時間保存しておくことが非常に難しい。
しかしCERNはこれまでに、水素の反物質である反水素などの生成に成功しており、
磁場トラップ中に反水素を保存して、反物質研究のためのさまざまな実験に利用できるようになっている。
現在計画されている反物質研究プロジェクト「PUMA(antiProton Unstable Matter Annihilation)」では、
実験施設「ELENA」において、陽子の反粒子である反陽子をこれまでで最大となる10億個捕獲し、
これを数週間にわたって保存することを目指している。
保存された反陽子は、ELENAから数百メートル離れたイオンビーム施設「ISOLDE」まで車両に積み込んで運搬される。
ISOLDEでは、反陽子を放射性原子核に衝突させることで特異な原子核現象の研究を行うという。
反陽子を長期保存・輸送する際には、「二重ゾーン」と呼ばれる長さ70cmの捕獲器が使用される。
この捕獲器は重さ約1トンの超伝導ソレノイド電磁石内部の超高真空(10-17mbar)・極低温(4K)条件下に置かれることになる。
二重ゾーンのうち、「ストレージゾーン」と呼ばれる部位に反陽子を捕獲し、「第2ゾーン」と呼ばれる部位で放射性原子核と衝突させる。
放射性原子核のほうはISOLDE側で生成するが、短時間に崩壊してしまうため他の施設に輸送して研究することができない。
このため、反陽子のほうを輸送する必要がある。
同プロジェクトでは、反陽子と原子核の衝突時に放出されるパイ中間子を測定することによって、
放射性原子核の特性を調べることを目指す。
この測定実験によって、反陽子が原子核中の陽子あるいは中性子と接触して対消滅する頻度を測り、
それを手がかりにして原子核表面での陽子および中性子の相対密度を調べることが計画されている。
この相対密度を調べることで、原子核表面で陽子よりも中性子の密度が極めて高くなる中性子スキン現象や、
原子核の周囲に中性子や陽子が広がったハロー現象などが起こっているかどうかを知ることができるという。
現在、反物質研究に必要な低エネルギーの反陽子を生成できるのは、世界中でCERNの反陽子減速器だけであるが、
同プロジェクトで反陽子の長期保存・輸送技術を実現することによって
「反物質の利用の民主化が促される可能性がある」と
プロジェクトリーダーの物理学者Alexandre Obertelli氏(ダルムシュタット工科大学)はコメントしている。
実験に必要なソレノイド電磁石、捕獲器、検出器は今後2年間で開発する計画であり、
2022年に最初の反陽子-原子核衝突実験を実施することを目指す。
画像：反陽子-原子核衝突実験が計画されているイオンビーム施設「ISOLDE」 (出所:CERN)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603038/images/001.jpg
画像ELENAとISOLDEの位置関係と反陽子の輸送ルート (出所:CERN)
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603038/images/002.jpg
マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180319-603038/
* ∧ ∧ へー 一定量溜めて アレ作ったら凄いことになるなぁ
（ ´・ω・） だいぶ未来の話だけどな
(:::つ|| ||O
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理研ら欧州原子核研究所(CERN)の反陽子減速器(AD)を使って、反物質である
反水素原子の1000秒以上の閉じ込めに成功
https://news.mynavi.jp/article/20110607-a001/ 対生成させて、電池みたいに使うとして。
陽電子とかだと、すぐ電子と反応して扱いが面倒くさそうだけど。
対生成で作るとしたら、いっそ
レプトンの第二世代のミュー粒子の反物質や
第三世代のタウ粒子の反物質まで作ってしまえば。
正の物質が自然界に、まず無いから
より扱いやすかったりしないかなぁ？
対生成させた時にできる正の物質も保存しとき、
必要な時にその正の物質と反応させやすそうなイメージ。 ダンブラウンの天使と悪魔で０．２５グラムの反物質で原爆なみの爆発って言うけど、
村山斉先生の本によればそれはほんとの話なんだけど、
０．２５グラムの反物質をつくるのに必要な電気代は１兆円の１億倍かかるらしい
天使と悪魔ではセルンの科学者が所長に内緒でつくったらしいけど、
そんなに予算があるなんてうらやましい（笑）だってさ 原子のスケールと日常的な物質のサイズのギャップは大きいねぇ
反物質生成専用の粒子加速器を量産して10億分の1くらいになるくらい安くしてほしいものだ 施設可動させたときに起きた自然現象の画像がすごかったな 対消滅した物質が保持していた運動エネルギーを
保持していたらそれはどうなるのだろう？ 反物質で出来た俺(質量60kg)と街中でぶつかってしまうとどうなるの？ >>1
＞反物質を長期保存
ラップにくるんで冷凍保存でOK！ 反物質って宇宙を滅ぼせるくらい強いって聞いたけど？ 輸送担当者が恐怖のあまり手が震えて、うっかり地面に落とした衝撃で >>49
反物質を空間中で自由落下させる実験はCERNで計画されてるね
重力加速度のかかり方が通常の物質と同じなのか違うのかを調べようとしている 「星界の戦旗」のアニメでは、人間が持てる容器で反物質燃料を運んでたな。（原理は不明）
それより、あの作品に出てくる、宇宙空間に太陽電池で稼働する巨大な粒子加速器を大量に設置して、
反物質を安定的に生産する、て設定は、どのくらい現実性があるものかね。 100年単位の時間がかかるだろうけど反物質を量産するには唯一と言っていい方法ではないかと
ちなみにこんな考察もある
http://anoda.web.fc2.com/oldpage/space/mlab01/mlab01.htm
＞ 反物質の製造コスト
＞ 反物質の製造において、最大の問題は、とてつもなく効率が悪いと言うことだ。
＞ 現時点では、1mgの反物質を得るためには1,000億ドルものコストがかかる。
＞ ロバート・Ｌ・フォワードは、反物質製造専用の粒子加速器を開発すれば、1mgのコストを1,000万ドル迄下げることが可能との見解を示している。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
