科学家首次成功以公路运输 92 颗反质子并在专用容器中储存超过一个月

科学家首次成功地将反质子通过专门设计的运输车辆进行运输。这项由 BASE 合作团队实现的实验报告指出，反质子在流动运输容器中储存超过一个月，创下历史纪录。该团队透露，将质子（原子核中带正电的组件）与反质子（其反物质对应物）进行比较，是寻求物质与反物质之间差异的最有前途方法之一。任何在质量或磁矩上的差异，可能指向宇宙中可观察到的物质与反物质不对称的潜在起源。

这次运输了 92 颗被困的反质子。所谓的高真空彭宁陷阱使得对被困的质子和反质子进行高精度测量成为可能。BASE（重子-反重子对称实验）研究合作团队设计并运营了这种称为 BASE-STEP 的陷阱，该陷阱位于欧洲核子研究组织（CERN），更准确地说是在其"反物质工厂"（AMF）内。根据新闻稿，AMF 是全球唯一能生产、储存及研究低能反质子的设施。

HHU 量子技术与基本对称性教授斯特凡·乌尔默（Stefan Ulmer）表示："近年来，我们已经对两种粒子的内在磁矩进行了精确测量，质子的精确度为 0.3 ppb，而反质子的精确度为 1.6 ppb。"乌尔默是 BASE 的创始人及发言人，也是发表于《自然》杂志的新研究的共同作者。该研究展示了在 BASE-STEP 中被困的反质子的道路运输，92 颗被困的反质子沿着 7.5 公里的路径从反物质工厂运送，未出现粒子损失或可测量的真空退化。

反质子的精确测量新时代

这一成就标志着反质子精确测量的全新时代的开始，在专用的低噪声离线实验室环境中进行。

未来的高精度实验室计划

BASE-STEP 主要研究员兼该研究的通讯作者克里斯蒂安·斯莫拉（Christian Smorra）博士指出："我们无法在 AMF 中进一步改善测量精度，因为设施运行会导致磁场波动，影响我们的测量设备。"科学家将把反质子运送到另一个高精度实验室。"我们只能在 CERN 外找到更好的条件。因此，流动开放的 BASE-STEP 陷阱的构想应运而生：我们将把反质子运送到另一个高精度实验室，以实现至少 100 倍的精度提升。"

储存的反质子之一的目的地是由乌尔默团队目前正在 HHU 建立的高精度实验室，以进行质子和反质子的比较测量。

斯莫拉博士表示："我们在三月进行了成功的演练，证明了我们的想法是可行的。我们的下一个目标是使陷阱足够自主，以便能够从日内瓦运输到杜塞尔多夫，运输时间达十小时。"

反质子运输对物质研究的重要性

这项成功的反质子运输实验不仅标志着科学家在反物质研究上的重大突破，亦为探索物质与反物质之间的差异提供了新的方法。通过精确测量反质子的磁矩，科学家希望能揭示宇宙中物质与反物质不对称的潜在原因。随着运输技术的进步，未来的高精度实验室将进一步提升测量的准确性，对于理解基本物理定律及宇宙的本质将具有深远的影响。