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反物质接触到容器就湮灭,如何储存和运输

科学探索万象经验2023-05-08

欧洲核子研究中心的科学家可以通过在加速器中撞击某些粒子来制造反物质,从而产生物质和反物质对的簇射。当这些对被分离时,反物质就可以被保存和研究。然而,这是一个困难的过程,因此只有几十纳克的人工生产。这也使得它成为世界上最昂贵的材料,科学家估计它每克的成本高达250亿美元。困难和成本来自于储存,因为它会在接触容器时发生湮灭。

该装置名为BASE-STEP,由两个潘宁阱组成,一个接收和释放反质子,另一个储存反质子以备运输。陷阱将被一个1特斯拉超导磁体包围以稳定它们,同时一层液氦使系统在很长时间内保持冷却。整个装置足够小,可以装载到卡车上,然后可以将反物质运送到其他设施进行更详细的研究。

物质反物质不对称

一些科学家认为,反物质恒星可能潜伏在我们的星系中,像普通恒星一样发光。然而,当物质微粒接触到这些“反恒星”时,它们会释放出不寻常的伽马射线暴,我们或许能够通过这些伽马射线暴来识别它们。但尚未观测到这种射线,这使得在可观测的宇宙中不太可能存在反物质占主导地位的区域。

那么,是什么导致了这种不平衡?一种观点认为,我们的存在要感谢中微子。人们认为它们可能在早期宇宙经历相变时将一些反物质转化为物质。另一种观点指向一种假设的粒子,叫作轴子。它们极其轻,不带电荷,以波的形式漂浮在宇宙中,很少与其他物质相互作用。根据一项研究,轴子场在早期宇宙中开始振荡,产生的物质比反物质多一小部分。