日内瓦CERN成功完成反物质运输精密测试,科学界迎来重大突破!

   日期:2026-05-21     来源:本站    作者:admin    浏览:75    
核心提示:    作者:JAMEY KEATEN  日内瓦(美联社)—— 日内瓦的科学家们进行了一次前所未有的测试:他们让一些反质子“坐”上了

  

  作者:JAMEY KEATEN

  日内瓦(美联社)—— 日内瓦的科学家们进行了一次前所未有的测试:他们让一些反质子“坐”上了卡车,进行了一次极其精密的“兜风”。这次史无前例的测试被宣告成功。

  如果这种所谓的反物质与真实物质发生接触,哪怕只是一瞬间,它也会在一道能量闪光中被彻底湮灭。因此,欧洲核子研究中心(CERN)的专家们在周二将92个反质子带上路进行短途运输时,必须格外小心。

  这些反质子被悬浮在一个特制盒子内的真空中,并由超冷磁体固定位置。

  在长达约三小时有条不紊的操作中,这个重达近1000公斤(2200磅)的低温盒子被起重机缓慢吊起,穿过一个巨大的实验室,然后装上了卡车。

  在CERN园区内的行驶本身只持续了大约半小时,目的是测试这些极其微小的粒子是否能够通过公路运输而不发生泄漏。

  随后,反质子被放回了它们通常所在的实验室区域。随着掌声、成功的宣告和一瓶香槟的开启,这次操作圆满结束。

  “运输反物质是一项开创性且雄心勃勃的项目,”CERN研究与计算主任Gautier Hamel de Monchenault说,“我们正站在一段激动人心的科学旅程的起点,这将使我们能够进一步加深对反物质的理解。”

  2026年3月24日,星期二,在瑞士日内瓦附近的梅兰,一辆卡车在欧洲核子研究中心(CERN)进行道路测试时,运载着可移动的反物质陷阱。(Salvatore Di Nolfi/Keystone via AP)

  这张图片截取自视频,显示了一辆卡车在2026年3月24日于瑞士日内瓦附近梅兰的欧洲核子研究中心(CERN)进行首次测试行驶,运输反质子以研究反物质。(美联社照片/Jamey Keaten)

  资料图片——2010年3月30日,瑞士日内瓦郊外,欧洲核子研究中心(CERN)的标志性球体被点亮。(美联社照片/Anja Niedringhaus,资料图片)

  2026年3月24日,星期二,在瑞士日内瓦附近的梅兰,技术人员将可移动的反物质陷阱移入欧洲核子研究中心(CERN)的“反物质工厂”,准备进行道路测试。(Salvatore Di Nolfi/Keystone via AP)

  共4张,第1张:2026年3月24日,星期二,在瑞士日内瓦附近的梅兰,一辆卡车在欧洲核子研究中心(CERN)进行道路测试时,运载着可移动的反物质陷阱。(Salvatore Di Nolfi/Keystone via AP)展开

  迈向德国之旅的第一步

  操控反物质(如反质子)可能是件棘手的事。根据科学家目前对宇宙的理解,每一种存在的粒子,都有一个对应的反粒子,它与粒子完全匹配,但电荷相反。

  如果这对“冤家”发生接触,它们就会“湮灭”彼此,释放出大量能量,具体取决于所涉及的质量。在测试旅程中,任何路面颠簸,如果未被特制盒子补偿,都可能毁掉整个实验。

  “这些实验背后的动机是以极高的精度比较物质和反物质,并观察我们可能尚未发现的差异,”周二测试运行的负责人兼发言人Stefan Ulmer说。

  这次行动是朝着实现一个希望迈出的第一步:有朝一日,将CERN的反质子运送给国外的研究人员——例如德国杜塞尔多夫的海因里希·海涅大学,在正常驾驶条件下大约需要8小时车程。

  “我们是科学家。我们想了解自然界的基本对称性,我们知道,如果我们在加速器设施之外进行这些实验,测量精度可以提高100到1000倍,”Ulmer说。

  反质子被封装在一个“可移动反质子陷阱”盒子中,该盒子足够紧凑,可以通过普通的实验室门并装上卡车。它使用了冷却至零下269摄氏度(零下452华氏度)的超导磁体,使反质子能够悬浮在真空中——不接触由……物质制成的内壁。

  为了让大家理解这个数量级:

  专家表示,周二测试中的反物质质量——略少于大约100个氢原子的质量——是如此之小,以至于最坏的可能结果也只是损失这些反质子。即使它们真的接触了物质,任何能量释放都将微不可察,只有能接收电信号的示波器才能检测到。

  为了更直观地说明这个数量,Ulmer指出,一粒盐就包含10的18次方(即10亿乘以10亿)个粒子,而“我们运输的,大约只有100个。”

  CERN新闻官Sophie Tesauri表示,这个陷阱“无论发生什么,都应该能容纳这些反质子:卡车停下、再次启动、急刹车——所有这些情况。”仍需努力的是:该陷阱自身只能容纳反质子约4小时,而前往杜塞尔多夫的车程是它的两倍。

  反物质之谜:仍在探索中

  实验粒子物理学家Tara Shears说,反物质是“我们科学中最大的谜团之一”。它现在很稀有,但在宇宙诞生之初,有一半是由反物质构成的。

  “我们一直没能对它进行太多研究,”利物浦大学教授Shears说,“但它掌握着我们理解宇宙为何是现在这个样子的关键。”

  粒子物理学家Alan Barr表示,科学已经发展到需要进行精确实验来发现物质和反物质之间“相当微妙”差异的阶段。

  “要做到这一点,能够将少量反物质从生产地(如CERN)运送到欧洲的其他实验室非常有用,在那里可以进行精确的测试,”牛津大学教授Barr说。

  CERN以其他成就闻名

  这个位于日内瓦的中心最著名的是其大型强子对撞机,这是一个磁体网络,通过一条27公里(17英里)长的地下隧道加速粒子,并以接近光速的速度使它们对撞。然后科学家们研究这些碰撞的结果。

  但这个庞大、繁忙的科学实验综合体不仅仅关乎对撞原子:例如,万维网就是由英国的蒂姆·伯纳斯-李于1989年在这里发明的。从触摸屏到抗癌工具等各种进步,都曾在CERN进行研究和开发。

  海因里希·海涅大学被视为深入研究反质子的更佳地点,因为CERN的其他活动会产生大量可能干扰反物质研究的磁干扰。

  Ulmer说,该大学仍在建设一个能够接收此类反质子的中心,最早要到2029年才能完成。

  CERN的反质子减速器将质子束射入一块金属,引发碰撞,产生包括大量反质子在内的次级粒子。它被誉为一种独特的机器,能产生用于研究反物质的低能量反质子。

  据说CERN的“反物质工厂”是世界上唯一一个科学家可以储存和研究反质子的地方。

  该中心研究反物质已有多年,并在反物质的测量、储存和相互作用方面取得了突破。两年前,该团队曾在CERN园区内运输了一“团”大约70个质子——不是反质子。

  美联社视频记者Havovi Todd从伦敦报道。

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