CERN完成全球首次反质子公路运输试驾,计划向欧洲实验室供应用于研究

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欧洲核子研究中心(CERN)科学家周二完成一次反质子公路运输试驾,首次对全球首个反物质运输系统进行道路测试。试驾在CERN主要物理实验室园区内进行,卡车行驶约10公里后,研究人员确认反质子仍处于受控状态。

BASE实验发言人、CERN物理学家斯特凡·乌尔默在试驾结束后对记者表示,“粒子安全返回……这次是成功的”。他称,尽管路程不长,但这标志着相关研究进入“新纪元的起点”。

反物质与可见物质在性质上几乎相同,主要差异在于电荷和磁性相反。科学界仍在研究为何宇宙中物质远多于反物质,而按大爆炸理论两者应当等量产生。由于反物质与物质接触会发生湮灭并释放高能粒子,反物质粒子的移动与保存一直被视为技术难题。

CERN的“反物质工厂”是目前全球唯一能够生产、储存并研究反质子的设施。该工厂技术协调员弗朗索瓦·布坦表示,此次试驾“开启了许多可能性”。

报道指出,反物质工厂内的粒子加速器与减速器会带来波动,从而影响测量精度。为提升实验条件,研究团队将反质子困在特殊离子阱中,使其能够被转移到更安静的设施进行更精确的研究。乌尔默说,如果在加速器设施之外开展实验,测量精度可提高100到1000倍。

为此次运输尝试,研究人员捕获并储存了92个反质子,将其封存在便携式低温彭宁陷阱中。反质子被冷却至8.2开尔文(约-268摄氏度)以降低运动速度,同时通过强力真空系统减少与残余气体碰撞导致的湮灭风险。

试驾当天,装有陷阱的设备被置于一个大型文件柜式箱体内,总重约850公斤,并由起重设备吊装转运后装上平板卡车。CERN实验物理部门安全负责人马库斯·扬科夫斯基对法新社表示,道路运输是“最关键的部分”,因为行驶会带来额外振动。

卡车在园区内缓慢行驶,旁有车辆随行。乌尔默在后方通过手机监视器实时观察反质子信号:反质子振动的特征频率呈现两个峰值的“M形”,峰值高度对应陷阱内反质子数量;若形状变为单峰,则意味着反质子已湮灭。行驶过程中信号形状一度出现变化,乌尔默随后解释为探测器谐振频率偏移了几赫兹,并确认“粒子仍然在原位”。

CERN表示,下一步计划将反质子运往欧洲多地实验室,首站拟为德国杜塞尔多夫的一处专用精密实验室,车程约八小时。BASE-STEP实验负责人克里斯蒂安·斯莫拉在声明中称,这意味着需要在长时间运输中将陷阱超导磁体温度维持在8.2开尔文以下。他同时指出,反物质抵达目的地后的关键挑战在于,如何在不发生湮灭的情况下将反质子转移到实验装置中。

© 2026 法新社


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