据英国《自然》杂志24日报道,欧洲核子研究中心(CERN)科学家团队首次成功实现了对地球上最昂贵、最不稳定的反物质的可控运输。
反物质被认为是普通物质的“镜像物”,两者一旦接触,就会发生湮灭并完全转化为能量,因此对其存储和移动一直是极具挑战性的。长期以来,科学家只能在产生反物质的实验装置附近开展研究,而无法将其运送到更适合精密测量的实验环境中。
此次,团队利用一种特殊设计的电磁捕获装置,将92个反质子小心翼翼地装入便携式“陷阱瓶”中,并通过卡车在实验园区内完成了约30分钟、超过8公里的运输。这一成果标志着人类在反物质操控技术方面迈出关键一步,为开展更高精度的基础物理研究创造了条件。
团队开发的电磁捕获装置通过超导磁体产生稳定磁场,使反质子始终悬浮在电磁陷阱中,避免接触容器壁。同时,装置需要通过低温系统将温度维持在约4开尔文(约-269℃)的极寒环境,并保持超高真空,以防反物质与空气中的粒子接触而湮灭。他们还在装置中集成了监测系统,使运输过程中能够实时掌握反质子状态。
CERN是目前全球唯一能够批量产生反质子的科研机构。科学家通常让高能质子束猛烈撞击金属靶材产生反粒子,再借助电磁场捕获并减速这些粒子,但在这一过程中大部分反粒子都会损失掉。
据介绍,制造1克反物质的成本可达数万亿美元,而它的湮灭会释放出堪比核弹的能量。但按照当前生产速度,人类要积累1克的反物质,所需时间可能是宇宙年龄的10倍。
接下来,团队计划进一步在CERN园区内验证反质子转移实验,未来还计划将反质子运输约700公里至德国杜塞尔多夫的新实验室,以期在更低磁场干扰环境下开展精密测量,相关精度有望提升10—1000倍。













