瑞士日內瓦的科學家近日展開一項前所未有的測試,嘗試透過公路運送反質子,過程極為精密。
歐洲核子研究組織(CERN)的專家指出,這種反物質一旦與普通物質接觸,即使只是一瞬間,亦會迅速湮滅並釋放出大量能量。是次運送測試正於CERN進行。
(美聯社圖片/Keystone, Martial Trezzini, 檔案照) 2007年3月22日,瑞士日內瓦,歐洲核子研究組織(CERN)大型強子對撞機(LHC)粒子加速器內,全球最大超導螺線管磁鐵(緊湊緲子螺線管,CMS)的磁鐵核心。 AP圖片
約100個反質子被懸浮在一個特製箱內的真空環境中,並由超低溫磁鐵固定。
整個過程預計需時約四小時,當中包括半小時的車程。
(美聯社圖片/Anja Niedringhaus, 檔案照) 2010年3月30日,瑞士日內瓦市郊,歐洲核子研究組織(CERN)的地球儀被照亮。 AP圖片
是次運送旨在測試這些微小粒子能否在不洩漏的情況下,透過公路運輸。若一切順利,反質子將會運回實驗室。
瑞士日內瓦的科學家正進行一項前所未有的測試,嘗試以貨車運送反質子,過程極其精密。
(Laurent Gillieron/Keystone via 美聯社圖片, 檔案照) 2016年2月16日,瑞士日內瓦附近的梅蘭,歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機(LHC)隧道內,一名技術人員在新聞參觀期間工作。 AP圖片
歐洲核子研究組織(CERN)的專家指出,這種反物質一旦與普通物質接觸,即使只是一瞬間,亦會迅速湮滅並釋放出大量能量。因此,CERN的專家於周二花費四小時,小心翼翼地將約100個反質子從實驗室運出。這些反質子被懸浮在一個特製箱內的真空環境中,並由超低溫磁鐵固定。
隨後,他們會將其小心地放入貨車,並進行約半小時的車程,以測試這些微小粒子能否在不洩漏的情況下,透過公路運輸。若一切順利,反質子將會運回實驗室。
(Laurent Gillieron/Keystone via 美聯社圖片, 檔案照) 2016年2月16日,瑞士日內瓦附近的梅蘭,歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機(LHC)隧道內,一名技術人員在新聞參觀期間工作。 AP圖片
難度在於,操控反質子等反物質是一項艱鉅任務。據科學家現時對宇宙的理解,每種粒子都存在一個對應的反粒子,兩者特性完全相同,但電荷相反。
若這些相反的粒子接觸,便會互相「湮滅」,並根據所涉及的質量釋放出大量能量。測試旅程中任何未被特製箱抵消的顛簸,都可能導致整個實驗失敗。
周二的測試是邁向未來目標的第一步,CERN期望有朝一日能將反質子運送至德國杜塞爾多夫(Düsseldorf)的海因里希海涅大學(Heinrich Heine University)供研究人員使用。在正常駕駛情況下,該大學距離CERN約八小時車程。
這些反質子被封裝在一個重達1000公斤的箱子內,名為「可移動反質子陷阱」。該裝置體積小巧,足以穿過普通實驗室的門,並可放置於貨車上。它利用冷卻至攝氏零下269度的超導磁鐵,使反質子懸浮在真空環境中,避免接觸由普通物質製成的內壁。
專家指出,周二測試中涉及的反質子質量極小,略少於約100個氫原子,因此最壞的結果僅是反質子流失。即使它們接觸到物質,所釋放的能量亦微乎其微,只有能捕捉電訊號的示波器才能偵測到。
CERN發言人泰索里(Sophie Tesauri)表示,這個陷阱「無論如何都應能容納這些反質子:無論貨車停下、重新啟動,還是需要急煞車」。然而,挑戰依然存在:該陷阱本身只能容納反質子約四小時,而前往杜塞爾多夫的車程卻是其兩倍。
這個位於日內瓦的中心最廣為人知的是其大型強子對撞機(Large Hadron Collider),該裝置透過一個長達27公里的地下隧道,利用磁鐵網絡加速粒子,使其以接近光速的速度互相撞擊。科學家隨後研究這些撞擊的結果。
然而,這個龐大而活躍的科學實驗綜合體不僅僅是關於原子撞擊:例如,萬維網(World Wide Web)便是由英國的添伯納斯李(Tim Berners-Lee)於1989年在此發明。
海因里希海涅大學被視為深入研究反質子的更佳地點,因為CERN由於其眾多其他活動,會產生大量磁場干擾,可能影響反物質的研究。
然而,要將反質子運送到那裡,它們在途中必須避免接觸任何物質。
該中心的反質子減速器(Antiproton Decelerator)會將質子束射入金屬塊,引發撞擊並產生次級粒子,當中包括大量反質子。該裝置被譽為一台獨特的機器,能為反物質研究產生低能量反質子。
實驗室官員指出,CERN的「反物質工廠」(Antimatter Factory)是全球唯一能儲存和研究反質子的地方。
該中心多年來一直進行反物質實驗,並在反物質的測量、儲存和相互作用方面取得突破。兩年前,該團隊曾將約70個質子(而非反質子)的「雲團」運送穿過CERN園區。
負責設計反物質儲存和運輸裝置團隊的負責人斯莫拉(Christian Smorra)表示,這次的實驗與上次類似,但由於涉及反質子,需要一個更優良的真空室。
緊張的測試團隊在實驗前未有接受採訪,但預計將於周二稍後解釋結果。
(美聯社)