物理学家在运输方面取得重大突破,使用其他亚原子粒子成功完成试运行。
这标志着松散粒子首次以这种方式运输,并为将反物质从欧洲核子研究中心运输到能够比以往更精确地研究反物质的设施的方法铺平了道路。
反物质的传播并不顺利——毕竟,它往往会消灭任何放入它的容器。但欧洲核子研究中心的科学家们开发了一种特殊的陷阱,他们称之为 BASE-STEP,它可以容纳和运输这种奇怪的东西。
10 月下旬,该团队通过将 70 个未键合质子云装载到陷阱中,将其装载到卡车上,然后驾驶它穿过 CERN 的主站点,证明了 BASE-STEP 按计划工作。值得庆幸的是,这些易碎货物在短途旅行中安然无恙。
“如果你能用质子做到这一点,那么它也适用于反质子,”说CERN 物理学家 Christian Smorra,BASE-STEP 的领导者。 “唯一的区别是,你需要一个更好的真空室来容纳反质子。”
是普通物质的“邪恶双胞胎”——主要区别在于粒子及其反粒子具有相反的电荷。这听起来很简单,但影响却是巨大的。如果反物质粒子接触到正常物质,甚至空气,它们就会在能量爆发中相互湮灭。
因此,反物质通常转瞬即逝,这意味着它很难制造,更难研究。欧洲核子研究组织反质子减速器(AD)是地球上为数不多的能够持续产生反物质的地方之一,然后将其输入到附近的一系列实验中。
为了将这些物质储存足够长的时间来研究它,反物质需要悬浮在电磁场中以防止其接触侧面。 BASE 实验就是这样做的,它可以储存反物质粒子一年多。然而,现场能做的实验就这么多。
“AD 大厅中的加速器设备产生的磁场波动限制了我们精确测量的推进程度,”说CERN 粒子物理学家斯特凡·乌尔默。
“如果我们想更深入地了解反质子的基本特性,我们就需要走出去。”
这就是 CERN 建立的原因基步,一个更小的便携式版本,长 1.9 米(6.2 英尺),或者只是 BASE 大小的五分之一。它的设计目的是保护反粒子免受公路旅行中可能出现的碰撞和震动的影响,为此,这个狭小的空间里塞满了很多装备。
BASE-STEP 配备了一个用于容纳反粒子的真空室、一个用于产生悬浮反粒子所需的电磁场的超导磁体、一个使用液氦来冷却磁体的低温系统以及用于运行整个装置的电池。
在第一次测试中,科学家们没有使用反物质粒子,而是使用了 70 个松散的质子,这些质子也对冲击敏感。这些未键合的粒子只是渴望形成新的键,所以如果它们碰撞得太多,它们就会被拉回到原子核中。如果他们没有成功,那么失去他们的价值就小得多。
这次运行非常成功,质子们乘坐卡车穿过了院子。经过更多调整后,该团队计划明年运输第一批反物质。一个单独的也计划在 2025 年做同样的事情。
“最终我们希望能够将反物质运输到杜塞尔多夫海因里希海涅大学的专用精密实验室,这将使我们能够以至少提高 100 倍的精度研究反物质。”斯莫拉说。
“从长远来看,我们希望将其运输到欧洲的任何实验室。这意味着我们需要在卡车上安装发电机。我们目前正在研究这种可能性。”