当欧洲核子研究中心的研究人员需要测试科学研究的极限时,通常不会有一辆货车处于中心位置。
但是反质子不稳定物质湮灭(PUMA) 项目将在一次非常特殊的公路旅行中携带大约十亿个反质子,这将带来一些令人着迷的物理学。
有一句古老的谚语:“如果山不来穆罕默德,那么穆罕默德就必须去山”。
我们现在有了一个奇特的新版本:“如果放射性粒子的寿命太短而无法到达反物质,反物质必须走向放射性粒子。”
好吧,不太有诗意。 但将这些粒子聚集在一起可以帮助我们更好地了解恒星内部深处发生的重型物理现象。
反物质它是科幻小说武器和太空发动机的主要材料,因为当它与镜像双胞胎——正常物质结合在一起时,会释放出大量的能量。
物理学家实际上一直在制造和研究反物质粒子自20世纪中叶以来,使用粒子加速器,例如欧洲核子研究组织(CERN)的一个巨大的。
虽然我们可以轻松地容纳大量长时间反物质粒子使用特殊设备,例如潘宁陷阱,以前没有人将它们放入磁性瓶中并将它们从一个地方运送到另一个地方。
但现在终于有人找到了这样做的充分理由。
对原子及其相互作用进行建模相当困难,尤其是当您开始观察具有越来越多质子和中子的更大原子内部时。
了解所有这些亚原子粒子如何排列在元素周期表中更靠后的元素目前处于太难的篮子里。
一些研究人员怀疑中子可以形成皮肤薄的东西围绕着细胞核的外侧。 但是这种皮肤通常很柔软? 可以构成弥散光晕在某些条件下?
这些问题也不仅仅是学术问题,而且在从化学到天文学的各个科学领域都有应用。
“了解中子皮和晕如此重要的原因之一是充分利用天体物理观测,”核物理学家帕纳吉奥塔·帕帕康斯坦丁努韩国大田基础科学研究所告诉自然的伊丽莎白·吉布尼.
由于超稠密恒星的核心含有这些重元素,了解它们的形成方式可以告诉我们很多关于大质量恒星的行为。
问题是含有大量中子的大而致密的原子也具有相当的放射性。 如果你想研究中子皮肤,你必须要快? 原子几乎一形成就分裂了。 例如,锂 11 具有半衰期仅为 8.6 毫秒。
将反质子撞击到这些超大元素的正常质子中是我们确定其核心粒子排列的一种方法。 这正是 PUMA 项目想要做的。
欧洲核子研究组织的反质子减速器产生反质子。 在线同位素质量分离器 (ISOLDE) 生产放射性核素。 这是天作之合。
同位素质量分离器在线设施 (ISOLDE/CERN)
两个设施之间的距离只有令人讨厌的几百米。
因此,研究人员制定了一项计划,将大约 10 亿个反质子云装入一个特殊的陷阱中,然后将它们存储在高于绝对零度约 4 度的位置。 这是大量的反质子; 是之前任何人尝试过的次数的四倍多。
他们会将这个复杂的磁性保温瓶装入一辆货车,将货车行驶一小段距离,然后将粒子运送到 ISOLDE,在那里它们将被锂同位素激发。
如果司机在途中鲁莽地把车翻滚,我们也没什么好害怕的。 即使反质子云以某种方式与实际物质接触,十亿仍然不足以炸毁一个苹果,更不用说一个研究设施了。
“开着卡车绕着反物质行驶几乎是科幻小说,”理论核物理学家查尔斯·霍洛维茨印第安纳大学伯明顿分校告诉自然。
“这是一个很棒的主意。”
我们同意。 我们只是希望他们为如此漫长的旅程准备了高质量的混音带。