理论视野
四年后,十亿反质子有望“组团出游” 作为探测工具 帮助研究放射性原子核及中子星
发布时间:2018-3-14  作者:房琳琳  来源:科技日报  浏览量:1578
导语:《自然》杂志官网日前报道称,以发现“上帝粒子”闻名的欧洲核子研究中心(CERN)开始实施一个名为PUMA的项目,其将用卡车将反物质运送出去,让科学家在其他地方深入研究稀有放射性原子核的奇怪行为,以帮助了解宇宙中最致密星体——中子星的内部特性。
《自然》杂志官网日前报道称,以发现“上帝粒子”闻名的欧洲核子研究中心(CERN)开始实施一个名为PUMA的项目,其将用卡车将反物质运送出去,让科学家在其他地方深入研究稀有放射性原子核的奇怪行为,以帮助了解宇宙中最致密星体——中子星的内部特性。

  “反物质非常不稳定,但物理学家已经学会如何控制。现在,科学家开始计划首次将其作为物质探测工具加以利用。”负责该项目的德国达姆施塔特技术大学的物理学家亚历山德里亚·奥博尔特利说。

  放射性同位素原子核衰变速度很快,一般测量方法都无能为力,但用湮灭速度更快的反质子来探测正合适。因此,奥博尔特利和团队希望创造可以同时存储并运输10亿个反质子的纪录,并将之保存数周。

  这意味着,反质子将被存储在绝度零度以上4度,环境要与银河系空间的真空程度相当。CERN反物质物理学家克洛伊·马尔布朗诺特说:“这是个具有挑战性的项目,但我认为是可行的。”

  为此,CERN反物质工厂将质子束撞击到金属靶上,制造反质子,然后科学家将利用磁场和电场在真空中捕获一堆反质子。然后他们会将捕集了反质子的阱装入一辆货车,并将其迅速带到数百米外的放射性核研究实验组待用。

  中子星几乎完全由中子构成,而放射性原子核外充满额外的中子,通过观察反质子与质子和中子两种正粒子湮灭的频率,能得出这些正粒子在原子核边缘的相对密度。作为超致密中子星的缩影,放射性原子核成为了解宇宙重元素形成的关键。

  开发和测试便携式捕集器的技术需要4年左右时间,第一次测量计划于2022年进行。若该方法有效,就能将反物质运输到更远的地方,而更多的科学团队将有机会加入相关实验。

  总编辑圈点

  正如有冰就有火,有光明就有黑暗,我们身边的世界由物质组成,但它们只是一个方面。物质也存在它们的对立面——反物质。大爆炸理论认为,宇宙爆炸之初同时产生了等量的物质和反物质。可是,我们在日常生活中却只能看到正物质,无法接触到反物质,它们都去哪了?有什么特征?这正是让科学家们百思不解的问题。希望进一步的研究可以帮助人类解开这个巨大谜团。

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