靠近一点就会爆炸?人类首次公路运输反物质

CERN拥有全世界唯一的反质子减速器,可以用于捕获反质子丨CERN


虽然没有危险,但也不意味着科学家们就能掉以轻心:CERN 的“反物质工厂”是全世界唯一能生产低能反质子并储存它们的地方。这些反质子是科学家耗时数年、耗资巨额才捕获到的“宇宙孤品”,也是极为脆弱的“无价之宝”。稍有不慎,它们就可能在与物质的碰撞中“烟消云散”。

保护反物质的“特种集装箱”

要把这些“一碰就炸”的粒子带上公路,传统的罐子显然不行。为了“护送”反物质安全上路,科学家研发了一套名为BASE-STEP的顶级“集装箱”。



BASE-STEP可移动捕集系统丨CERN

这台机器本质上是一个移动的“彭宁离子阱(Penning Trap)”。它就像一个“没有墙壁的隐形笼子”,用磁场和电场这两股看不见的力量,把带电粒子(比如反质子)悬浮在真空的中央。



一种彭宁阱的结构示意图,标示电力线和磁力线丨维基百科

为了保证反物质在运输途中不“碰壁”,集装箱内部装备了物理学界的“顶级配置”:

极低温的容器内部被抽成了极高的真空,这才能确保反质子不会撞上任何残余的空气分子。然后,科学家利用强大的超导磁场,在容器中织成了一张无形的“网”,将反质子死死地“锁”在中心。

在卡车上,他们还配备了巨大的电池组和监控电脑。即使断开实验室电源,这套系统也能自主坚持运行5小时,为反物质的安全上路提供了保障。


“替身”演练:3.72公里的完美试跑

其实,在正式运送反物质之前,科学家们在去年5月已经进行了一场完美的“演习”,并将结果发表在顶级期刊Nature(《自然》)上。

这次演习的“货物”不是反质子,而是它的“双胞胎兄弟”——质子。虽然质子不会和普通物质湮灭,但它们同样带电,可以用来测试这个“特种集装箱”在公路行驶中的稳定性。

卡车载着105个质子,以峰值42.2公里/小时的速度在CERN园区内行驶了3.72公里。期间经历了吊车起吊、拖车转运和卡车颠簸,最大加速度达到了7.7 m/s2。



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