为何用公路运输反物质?CERN测试卡车运输反质子陷阱

richlovec 1500_400 (1)
 

欧洲核子研究组织(CERN)在日内瓦开展一项罕见的精细运输演练:研究人员计划在周二用约四小时,将约100个反质子从实验室中小心移出,并装入卡车进行道路行驶测试,以检验反物质能否在公路运输条件下保持稳定封存。

反质子属于反物质粒子。按照科学家对粒子与反粒子的理解,每种粒子都有性质相反、带相反电荷的对应反粒子;一旦反物质与普通物质接触,即便极短暂,也会发生湮灭并释放能量。因此,此次演练的关键在于确保反质子在运输过程中始终不与任何由物质构成的容器内壁接触。

CERN表示,此次反物质运输的精细测试已被认定为科学成功。

根据安排,反质子将被悬浮在真空环境中,置于一个专门设计的盒体内,并由超冷磁体固定。随后,团队将装置缓慢装入卡车,进行约半小时的行驶测试;若过程顺利,反质子将被送回实验室。CERN方面指出,道路颠簸等外界扰动若无法被装置补偿,可能导致实验失败。

此次演练被视为未来将CERN的反质子运送至德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学研究人员手中的第一步。该校距离CERN约八小时车程。CERN发言人索菲·特萨乌里(Sophie Tsaouri)称,这一陷阱“无论卡车停下、启动还是紧急刹车,都应能容纳这些反质子”。不过她也表示,仍需进一步工作:目前该陷阱只能独立保存反质子约四小时,而前往杜塞尔多夫的车程约为其两倍。

用于此次演练的装置重约1000公斤(2200磅),名为“可运输反质子陷阱”。CERN介绍,该装置体积紧凑,可通过普通实验室门并装载到卡车上;其采用超导磁体并冷却至-269摄氏度(-452华氏度),使反质子在真空中被磁场约束,从而避免接触内壁。

CERN方面表示,此次测试所涉及反质子的总质量极小,略少于约100个氢原子的质量。专家称,在最坏情况下也只是反质子损失;即便发生湮灭,释放能量也非常有限,仅能通过示波器检测到电信号。

CERN总部位于日内瓦,以大型强子对撞机(LHC)闻名。该对撞机由磁体网络构成,可在27公里(17英里)的地下隧道内加速粒子并使其以接近光速碰撞,供科学家研究碰撞结果。CERN也并非只从事对撞实验,万维网即由英国科学家蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)于1989年在此提出。

关于为何考虑将反质子运往海因里希·海涅大学,报道指出,该校被认为更适合开展更深入的反质子研究,因为CERN的其他活动会产生大量磁干扰,可能影响反物质研究。但要实现跨境运输,前提是确保反质子在途中不与任何物质接触。

CERN的反质子减速器通过将质子束射入金属块产生碰撞,生成包括大量反质子在内的二次粒子。该装置被描述为独一无二的机器,专门用于产生低能反质子以开展反物质研究。CERN官员还称,该机构的“反物质工厂”是世界上唯一能够存储和研究反质子的地方。

CERN多年来持续进行反物质实验,并在测量、存储及反物质相互作用方面取得进展。两年前,团队曾在CERN园区内运输过约70个质子(非反质子)“云”。此次操作在流程上类似,但负责设计存储与运输装置的团队负责人克里斯蒂安·斯莫拉(Christian Smorra)表示,反质子对真空室的要求更高。

测试团队在演练前未接受采访,预计将在周二演练结束后说明结果。


分享:


发表评论

登录后才可评论。 去登录