发布信息

物理学家成功完成反物质模拟运行实验,为运输反物质铺平道路

作者:软荐小编      2024-11-12 09:01:53     204

物理学家在反物质传输方面取得了重大突破,成功完成了使用其他亚原子粒子进行模拟的实验。

这标志着松散粒子首次以这种方式传输,并为将反物质从欧洲核子研究中心传输到能够比以往更精确地研究反物质的设施铺平了道路。

反物质不能很好地运输——毕竟,它往往会消灭你放入它的任何容器。但欧洲核子研究中心的科学家们开发了一种专门的陷阱,他们称之为“base-STEP”,可以容纳和运输这种奇怪的东西。

10 月下旬,该团队将 70 个未束缚质子云装载到陷阱中,将其装载到卡车上,然后驾驶它穿过 CERN 的主基地,从而证明 base-STEP 正在按计划工作。幸运的是,这批“易碎”的货物在短暂的旅程中安然无恙。

欧洲核子研究组织的物理学家克里斯蒂安·斯莫拉说:“如果你能用质子做到这一点,那么也可以用反质子做到这一点。” “唯一的区别是你需要一个更好的真空室来容纳反质子。” ”

反物质是常规物质的“邪恶双胞胎”——主要区别在于粒子和反粒子具有相反的电荷。听起来很简单,但后果却是巨大的。如果反物质粒子与正常物质甚至空气接触,它们就会在能量爆发中相互湮灭。

因此,反物质的存在通常是短暂的,这意味着它很难创造,更难以研究。欧洲核子研究中心的反质子还原器(AD)是地球上少数几个持续产生反物质的地方之一,然后将其输入附近的一系列实验中,以不同的方式对其进行测试。

为了将其储存足够长的时间以进行研究,反物质需要悬浮在电磁场中,以防止其接触侧面。 base 实验就是这样做的,将反物质粒子储存了一年多。然而,在现场可以进行的实验有限。

“AD 霍尔的加速器设备产生的磁场波动限制了我们进行精确测量的能力,”CERN 的粒子物理学家 Stephen Ulmer 说。

“如果我们想更深入地了解反质子的基本特性,我们就需要走出去。”

这就是 CERN 建造 base-STEP 的原因,这是一种更小的便携式版本,长 1.9 米(6.2 英尺),大小是 base 的五分之一。它的设计目的是保护反粒子免受公路旅行中可能出现的碰撞和震动的影响,为此,这个狭小的空间里塞满了很多装备。

base-STEP 包含一个用于容纳反粒子的真空室、一个用于产生使反粒子悬浮所需电磁场的超导磁体、一个使用液氦来冷却磁体的低温系统以及用于运行整个系统的电池。

在第一次测试中,科学家们没有使用反物质粒子,而是使用了 70 个松散的质子,这些质子对撞击也很敏感。这些未键合的粒子渴望形成新的键,因此如果它们彼此挤压得太用力,它们就会被拉回到原子核中。如果他们没有成功,那么失去他们的价值就会大大降低。

实验取得了成功,质子通过卡车运送到整个院落。经过稍作调整,团队计划明年交付第一批反物质。另一项名为“PUMA”的实验旨在于 2025 年做同样的事情。

斯莫拉说:“最终,我们希望能够将反物质运输到杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的专用精密实验室,这将使我们能够以至少提高 100 倍的精度研究反物质。”

“从长远来看,我们希望将其运输到欧洲的任何实验室。这意味着我们需要在卡车上安装发电机。我们目前正在研究这种可能性。”

喜欢的朋友请关注“知新”!

相关内容 查看全部