以發現“上帝粒子”聞名的歐洲核子中心（CERN）是世界上最大的粒子物理實驗室，也是生產反物質等神奇粒子的超級工廠。然而，由于反物質十分不穩定，與正物質相遇就會瞬間湮滅，這個工廠長期以來只能“自產自用”。

近日，歐洲核子中心啟動了一項新研究，計劃在4年內實現超高難度的反物質“快遞”：用卡車一次性運輸10億個反質子，利用電磁場設置一個接近宇宙星際空間的真空“陷阱”，讓這些粒子在零下270度中儲存數星期之久。

難度是毋庸置疑的。目前，人類最多試過一次性儲存百萬級別數量的反質子；而如果要儲存幾個星期的話，就只能保證幾十個。

“這簡直是科幻小說里的情節。”印第安納大學伯明頓分校的理論核物理學家Charles Horowitz評價道。

攔截狂奔的反質子

狄拉克在1928年預言了反粒子的存在：每一種粒子都有存在一種和它的質量、壽命、自旋嚴格相等，但電荷相反的反粒子。

因此，反質子是一種質子的嚴格鏡像，帶有負電荷。

1954年，加州大學伯克利分校利用當時最高能的質子同步穩相加速器探測到了反質子的存在。

不過，加速器產生的反質子接近光速，直到歐洲核子中心在1980年代逐漸建成了反質子減速器，將反質子的速度降到光速的十分之一以下，才攔下了這些在真空管中“狂奔”的奇妙粒子，用以研究和實驗。

2002年，歐洲核子中心將正電子和反質子直接，在受控條件下實現了反氫原子的“量化”。

目前，人類對反物質仍了解甚淺，留有大量謎團，比如：宇宙中的正物質為何遠遠多于反物質？盡管如此，科學家們已經開始利用它們進行實驗了。

主導反物質“快遞”項目的德國達姆施塔特理工大學物理學家Alexandre Obertelli說道：“反物質一直在被研究，而現在已經可以被用于探測物質了。”

比如，距離CERN反質子工廠幾百米的稀有放射性同位素實驗組，就很需要反質子。

湮滅

原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。常見原子核中的質子和中子數大體相當，然而，一些同位素原子核中含有額外的中子，具有放射性。

額外的中子數會帶來一些奇特的現象。比如，一些同位素原子核具有一層質子數多于中子數的“表皮”，或者像鋰11一樣，額外的中子拓展出獨立的軌道，形成“光暈”，大大增加了原子核的體積。

反質子既能與質子相遇湮滅，也可與中子相遇湮滅。通過測量反質子與兩種正粒子湮滅的頻率，科學家們就能得出兩種粒子在原子核邊緣的相對密度。

為什么用別的方式很難測量呢？這是因為，這些放射性同位素壽命很短，會迅速衰變，而正反粒子湮滅的速度更快，能趕在同位素衰變前進行測量。

從同位素窺見中子星

不過，了解這些稀有同位素原子核并非科學家們的終極目標。這些富含中子的小小原子核，對應著浩瀚宇宙中最奇妙的一種天體：中子星。

中子星幾乎完全由中子構成，是目前已知的最小、最致密的恒星，一茶匙中子星物質就重達10億噸，其產生的引力場與黑洞相當。目前，人類發現的中子星平均半徑在12公里左右，質量卻普遍達到1.4倍太陽。

而這種致密天體的核心，壓縮著科學家尚不理解的秘密。但這個秘密，很有可能揭開宇宙中重元素的起源。

科學家們相信，這個秘密可能在富含中子的同位素原子核“表皮”和“光暈”中找到答案。