歐洲核子研究中心(CERN)近日宣布,其科研團(tuán)隊(duì)成功實(shí)施了首次反質(zhì)子卡車運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)。盡管此次運(yùn)輸范圍僅限于CERN園區(qū)內(nèi)部,但這項(xiàng)突破為未來(lái)反物質(zhì)在科研機(jī)構(gòu)間的安全轉(zhuǎn)移奠定了重要基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)中,科研人員通過(guò)特殊裝置將92個(gè)反質(zhì)子從生產(chǎn)點(diǎn)運(yùn)送至指定區(qū)域,全程未發(fā)生物質(zhì)湮滅現(xiàn)象。
反物質(zhì)與正物質(zhì)接觸時(shí)會(huì)發(fā)生湮滅并釋放巨大能量,這一特性給運(yùn)輸工作帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。為解決這一問(wèn)題,CERN團(tuán)隊(duì)開發(fā)了名為BASE-STEP的帶電粒子儲(chǔ)存系統(tǒng)。該裝置基于彭寧離子阱原理設(shè)計(jì),其發(fā)明者德默爾特曾因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。整套系統(tǒng)重量?jī)H一噸,卻能在運(yùn)輸過(guò)程中有效隔離反質(zhì)子與外界物質(zhì)的接觸。
CERN總部設(shè)有專門的"反物質(zhì)工廠",具備生產(chǎn)與儲(chǔ)存反質(zhì)子的能力。然而,廠內(nèi)設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的微弱磁場(chǎng)波動(dòng)(僅為地磁場(chǎng)的1/20000)會(huì)干擾測(cè)量精度。為將反質(zhì)子運(yùn)送至外部高精度實(shí)驗(yàn)室,科研團(tuán)隊(duì)必須確保BASE-STEP系統(tǒng)能在公路運(yùn)輸中持續(xù)穩(wěn)定工作至少8小時(shí)。這要求系統(tǒng)內(nèi)的超導(dǎo)磁體必須始終維持在8.2K的極低溫狀態(tài)。
此次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了反物質(zhì)運(yùn)輸技術(shù)的可行性,標(biāo)志著人類向掌握反物質(zhì)應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。科研人員表示,未來(lái)將優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)的保溫性能,延長(zhǎng)超導(dǎo)磁體的持續(xù)工作時(shí)間,為跨機(jī)構(gòu)反物質(zhì)研究創(chuàng)造條件。這項(xiàng)技術(shù)突破可能推動(dòng)反物質(zhì)在醫(yī)學(xué)成像、能源開發(fā)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用研究。






