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为什么物理学家计划在移动范围内驱动反物质

导读: 反物质即将进行首次公路旅行。到目前为止,在货车上旅行的物品清单几乎包括独立乐队,水管工和卧底监视队。但是,根据今天(2月21日)在线发...

反物质即将进行首次公路旅行。

到目前为止,在货车上旅行的物品清单几乎包括独立乐队,水管工和卧底监视队。但是,根据今天(2月21日)在线发表在“自然”杂志上的一篇报道,物理学家们正准备在物理实验室CERN的反物质工厂和“几百米”之间收拾数十亿反物质的云。一个实验的地点,旨在找出庞大的放射性原子的形状。

反质子是罕见但非常重要的粒子。每个物质粒子都有一个反物质孪生,就像杰基尔到其海德一样,具有完全相反的物理特性。反质子是质子的奇异版本,原子中心带正电的粒子。当它们与质子碰撞时,它们会相互消灭。

在自然界中,反物质粒子非常罕见。正电子(奇异电子)确实存在于闪电中,偶尔会出现在外太空中,但它们在有机会累积之前很久就会相互消灭。因此,自然报告称,日内瓦附近的欧洲核子研究中心(欧洲核子研究组织)物理实验室的物理学家通过“将质子束撞击到金属靶中,然后显着减缓新出现的反粒子,从而将它们用于实验”来生成它们。

那些收集的反质子可能是有用的。

例如,研究人员并不知道大的放射性原子核究竟是什么样的。重同位素可能含有数十个质子和中子,物理学家们早就知道其中有多少质子和中子。但他们通常不知道这些粒子是如何排列的。质子是否聚集在中心,被中子壳包围?中子是否在周围的光环中绕轨道运行?

据Nature报道,对于一个名为antiProton Unstable Matter Annihilation(或PUMA)的项目,研究人员计划在原子核上发射反质子,并通过研究湮灭,找出这些反质子与中子碰撞的频率以及它们与质子碰撞的频率。这将告诉他们很多关于每种粒子在核中存在的地方。这个过程发生得如此之快,以至于他们希望能够研究最短寿命的核 - 极其沉重的元素,这些元素仅在实验室中存在,在衰变之前的短暂时刻 - 大自然报道。

但是为了完成这项实验,研究人员需要将反质子引入细胞核。为此,他们打算在真空室中磁性地捕获它们的大云 - 足以持续数周 - 将这些陷阱装载到货车上并将它们驱赶到实验地点的短距离。

这是一个短暂的旅程,但是对于异国情调的颗粒来说是第一次。


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