「前所未有的成就」,歐洲核子研究中心首次成功運輸反質子

2026年03月25日21:53:17 科學 1584

【文/觀察者網 陳思佳】反物質與物質接觸就會湮滅,難以製造和保存,也極大增加了科學家研究反物質的難度。據歐洲新聞電視台3月25日報道,歐洲核子研究中心(CERN)24日首次用卡車成功運輸了反質子,有望幫助科學家將CERN設施中製造的反質子運送到其他實驗室進行深入研究。

CERN發布公報稱,CERN重子反重子對稱性實驗(BASE)團隊成功將92個反質子儲存在一個攜帶型低溫彭寧離子阱中,隨後將其裝上卡車,在CERN園區內進行了運輸測試。卡車繞著實驗室場地行駛了約半個小時,路程超過8公里,速度最高達到42公里/小時。

歐洲新聞電視台介紹說,測試過程中,儲存反質子的容器利用冷卻至零下269℃的特殊磁體,使反質子懸浮在真空環境中,從而避免反質子與普通物質構成的內壁發生接觸。

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裝載92個反質子的攜帶型低溫彭寧離子阱 IC photo

運輸測試完成後,研究團隊順利將反質子送回實驗室,繼續進行實驗操作。CERN表示,鑒於反物質與物質接觸就會湮滅的特性,這是一項具有重要意義的成果。CERN的最終目標是將反質子運輸到歐洲其他實驗室,以便對反質子性質進行超高精度測量。

研究團隊成員、德國杜塞爾多夫大學物理學家斯特凡·烏爾默表示:「這是前所未有的成就,是歷史性的。」

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運載反質子的卡車在CERN實驗室外的公路上的進行運輸測試 IC photo

英國牛津大學粒子物理學家艾倫·巴爾指出,這次測試的關鍵就是要防止反質子在運輸過程中湮滅,「這項技術通過強大的電場和磁場,將反質子束縛在超低溫真空環境中,使其懸浮,避免與容器內壁接觸。這是一次原理驗證,表明我們未來可能將此類運輸常態化。」

CERN擁有目前全球唯一能夠製造、儲存和研究反質子的設施,但CERN實驗室的其他研究活動會產生較強的磁場干擾,從而影響對反物質的精密研究。

不過,雖然CERN邁出了反物質運輸的第一步,如何進行長途運輸依然是一個重大挑戰。科學家希望將反質子運送到杜塞爾多夫大學的專用精密實驗室,但CERN「反物質工廠」與杜塞爾多夫大學之間有至少8個小時的車程,這超出了當前攜帶型低溫彭寧離子阱的工作極限。

CERN新聞發言人索菲·泰紹里表示,目前儲存裝置在獨立運行狀態下,只能工作4個小時,而前往杜塞爾多夫大學的車程是這個時間的兩倍。

當前主流物理學理論認為,在宇宙大爆炸時期,物質和反物質可能是等量存在的。但在如今的宇宙中,物質佔據主導地位,反物質極為罕見,這種不對稱性至今仍是一個謎。

英國利物浦大學粒子物理學家塔拉·希爾斯表示,反物質是科學界「最大的謎團之一」,「我們研究的不多,但它掌握著我們理解宇宙的關鍵——從根本上解釋宇宙為何呈現出如今的樣子。」

本文系觀察者網獨家稿件,未經授權,不得轉載。

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