日内瓦欧洲核子研究组织成功进行反物质运输精细测试

日内瓦(美联社)——日内瓦的科学家们在一次前所未有的试驾中,将一些反质子放在卡车上进行了一次非常微妙的试验,结果被认为是成功的。

如果这种所谓的反物质与实际物质接触,即使只是一瞬间,也会在瞬间被能量的闪光所湮灭。因此,欧洲核子研究中心(简称CERN)的专家在周二将92个反质子带上路进行短途试驾时,必须格外小心。

反质子悬浮在一个专门设计的箱子内的真空中,由超冷磁铁固定。

在大约三个小时的有条不紊的操作中,这个近一吨(2200磅)的低温箱缓慢升起,穿过一个巨大的实验室,放到卡车上。

在CERN校园内的试驾仅持续了大约半小时,旨在测试这些微小粒子是否能在道路上运输而不泄漏。

反质子随后被放回到它们的实验室区域,操作以掌声、成功的宣告和一瓶香槟结束。

“运输反物质是一个开创性且雄心勃勃的项目,”CERN的研究与计算主管Gautier Hamel de Monchenault表示。“我们正处于一段激动人心的科学旅程的起点,这将使我们能够进一步深化对反物质的理解。”

反质子被封装在一个“可运输反质子陷阱”箱中,这个箱子足够紧凑,可以通过普通实验室门,并放在卡车上。它使用冷却至-269摄氏度(-452华氏度)的超导磁铁,使反质子悬浮在真空中——不接触由物质制成的内壁。

为了让大家更好理解:

周二测试中的反质子质量——略少于100个氢原子的质量——极其微小,专家们表示,最糟糕的结果也只是反质子的丢失。即使它们接触到物质,释放的能量也几乎无法察觉,只有示波器(用来检测电信号)才能检测到。

Ulmer指出,这个数量相当于一粒盐的10的18次方——也就是十亿亿——的粒子,而“我们运输的只有大约100个”。

CERN新闻官Sophie Tesauri表示:“这个陷阱应该能无论发生什么都容纳这些反质子:无论卡车是否停车、重新启动,还是急刹车——都没问题。”但仍有待完善:这个陷阱只能自主容纳反质子大约四个小时,而前往杜塞尔多夫的行程则是两倍。

反物质的事实:仍在探索中

实验粒子物理学家Tara Shears表示,反物质是“我们科学中最大的谜之一”。它现在很少见,但在宇宙诞生时,一半的物质由反物质组成。

Shears是利物浦大学的教授,她说:“我们还没有能够深入研究它,但它掌握着理解——字面意思——为什么宇宙会变成现在这个样子的关键。”

粒子物理学家Alan Barr表示,科学已取得足够的进展,必须进行精确的实验,以发现物质和反物质之间“相当微妙”的差异。

“为了做到这一点,从像CERN这样的地方提取少量反物质到欧洲其他实验室进行精密测试是非常有用的,”Barr是牛津大学的教授。

CERN的其他成就

日内瓦的这个中心以其大型强子对撞机(LHC)最为著名,这是一套在27公里(17英里)地下隧道中加速粒子并以接近光速碰撞的磁铁网络。科学家们随后研究这些碰撞的结果。

但这个庞大而繁忙的科学实验场所不仅仅是用来碰撞原子:例如,万维网就是在这里由英国的Tim Berners-Lee于1989年发明的。触摸屏和抗癌工具等各种创新也在CERN研发。

Heinrich Heine大学被认为是深入研究反质子的更佳场所,因为CERN的其他活动会产生大量磁干扰,影响反物质的研究。

Ulmer表示,该大学仍在筹建一个可以接收此类反质子的中心,最早预计到2029年。

CERN的反质子减速器(Antiproton Decelerator)会将质子束射入金属块中,产生碰撞,生成次级粒子,包括大量反质子。它被称为一种独特的设备,能产生低能反质子,用于反物质研究。

CERN的“反物质工厂”被认为是世界上唯一可以存储和研究反质子的地方。

该中心多年来一直在进行反物质的实验,取得了测量、存储和相互作用方面的突破。两年前,团队曾将大约70个质子(非反质子)“云”般地运输穿越CERN校园。


美联社视频记者Havovi Todd在伦敦提供报道。

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