一辆卡车在日内瓦附近的CERN综合体内运送了一个载有92个反物质的集装箱。
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一辆卡车在日内瓦附近的CERN综合体内运送了一个载有92个反物质的集装箱。

据美国有线电视新闻网报道,周二,人类科学史上一项惊心动魄的运输任务悄然完成:少量被称为“宇宙最贵、最易挥发、最稀有”的反物质被运出实验室。这是世界上首次实现大批量反物质的异地运输,标志着人类在探索宇宙终极奥秘的道路上迈出了关键一步。

捕捉“消失的镜像”

反物质是普通物质的镜像,具有相反的电荷和反向的亚原子性质。根据大爆炸理论,宇宙诞生之初本应产生等量的物质与反物质,如果两者相遇,会瞬间湮灭并释放能量。这意味着,宇宙本该是一片虚无,或者物质与反物质平分秋色。

然而,现实却是物质统治了宇宙,反物质几乎消失殆尽,仅以极少量存在于放射性衰变和宇宙射线中。物理学家称之为“物质-反物质不对称”。为了破解这个价值“10亿分之一”的生存谜题(即每10亿个反物质粒子中多出一个物质粒子),科学家必须对反物质进行精准测量。

用于运输反物质的便携式彭宁阱将92个反质子限制在真空中。
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用于运输反物质的便携式彭宁阱将92个反质子限制在真空中。

逃离“震动”的实验室

长期以来,制造反物质的仪器会产生巨大的电磁干扰,限制了测量精度。欧洲核子研究组织(CERN)的物理学家斯特凡·乌尔默形象地解释道:“这就像通过显微镜观察物体,但物体在震动,画面是模糊的。将粒子运出去,我们才能获得更清晰的图像。”

在这次历史性的运输中,一辆货车装载着重达800公斤、高约1.8米的特制集装箱,在CERN内部行驶了约10公里。这批珍贵货物包含92个反质子,卡车最高时速47公里,历时30分钟平安抵达。

“地球上最好的真空”

反物质的保存条件极其严苛。重子反重子对称实验(BASE)团队为此研发了便携式“彭宁阱”。该设备配备了超导磁铁,工作温度低至零下268摄氏度。

“我们陷阱中的真空压力比星际空间还要低——坦率地说,这是地球上最好的真空,”乌尔默自豪地表示。因为一旦接触空气,这92个反质子就会瞬间毁灭。不过他也补充道,即便发生湮灭,其辐射剂量也远小于普通人在地面行走时受到的宇宙辐射,仅仅会产生“一阵带电粒子的闪光”。

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研究团队通过强大的真空和磁铁在零下470华氏度(零下268摄氏度)下工作,保持反物质稳定。

开启反物质研究的新纪元

此次测试证明,反物质能够经受住车辆运输的震动。CERN的下一个目标是将反质子运往3英里外的现场设施,甚至远赴430英里(约700公里)外的德国杜塞尔多夫。

兰开斯特大学物理学教授格纳迪·鲍里索夫认为,虽然目前CERN是全球唯一的生产枢纽,但这种“移动能力”将呈指数级扩展研究范围。

斯旺西大学名誉教授迈克尔·查尔顿指出,反物质的应用远不止理论物理,正电子在医学和材料科学中早已是关键工具。他感叹道:“这意味着新一代科学家将有机会研究反物质——这对进步无疑是好事。”

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