2026年9月16日——2026年3月，科学家首次成功利用装载在卡车上的专用陷阱，通过公路运输反质子。BASE合作组在日内瓦的欧洲核子研究中心（CERN）完成了这项实验，由来自杜塞尔多夫海因里希·海涅大学（HHU）的 Stefan Ulmer 教授博士和 Christian Smorra 博士领导。该合作组现在在科学期刊《自然》（Nature）上介绍了这项开创性实验的发现与经验。他们报告的内容包括：首次实现了将反质子储存在移动运输容器中超过一个月。

将质子——原子核中带正电的组成部分——与反质子——它们的反物质对应粒子——进行比较，是寻找物质与反物质差异最有前景的方法之一。一旦发现它们在质量或磁矩上存在任何差异，就可能指向在宇宙中可观测到的物质-反物质不对称的潜在起源。

所谓的超高真空彭宁陷阱（Penning trap）使得对被束缚其中的质子和反质子进行此类高精度测量成为可能。BASE（重子-反重子对称实验，Baryon Antibaryon Symmetry Experiment）研究合作组设计并目前运行着这样一台陷阱——称为 BASE-STEP——它位于CERN，更准确地说，位于那里的“反物质工厂”（AMF）。AMF 是全球唯一能够产生、储存和研究低能反质子的设施。

HHU 量子技术与基本对称性讲席教授 Stefan Ulmer 是 BASE 的创始人和发言人，也是这项发表在《自然》上的新研究的共同作者。他表示：“近年来，我们已经实现了对这两种粒子内禀磁矩的精密测量，质子的精度达到 0.3 ppb，反质子达到 1.6 ppb。”缩写 ppb 意为十亿分之一，等于 1x10-9。然而迄今为止，将所获得的质子和反质子数据进行比较，尚未在可达的测量精度范围内发现任何差异。

BASE-STEP 首席研究员、该研究的通讯作者 Christian Smorra 博士表示：“在 AMF，我们无法进一步提升测量精度，因为设施运行会造成磁场波动，影响我们的测量设备。我们只能在 CERN 之外找到更好的条件。于是，可移动的开放式 BASE-STEP 陷阱这一构想应运而生：我们将把反质子运送到另一个配备高精度实验室的地点，以实现精度至少提升 100 倍。”

继 2024 年 10 月质子运输取得成功之后，BASE 团队又在 2026 年 3 月成功使用同一台陷阱运输了反质子。共有 92 个反质子从 AMF 中被提取出来并储存于 BASE-STEP 中。随后，陷阱被装上卡车，在 CERN 园区内行驶了半小时，行程约八公里。之后，团队还成功地将陷阱卸下，且没有损失任何一个储存的反质子。

HHU 物理学博士研究生、该研究的第一作者 Marcel Leonhardt 表示：“随后我们继续对反质子进行观测。我们能够以受控方式对它们进行储存和操控，总时长超过一个月。”他还强调了一项特别的成就：“对于长期储存而言，在移动陷阱中实现极好的真空尤为重要，这样才能确保反质子不会因与其他粒子碰撞而损失。在一个可注入反质子、随后又可将其取出的开放式陷阱系统中，我们实现了世界首创：在整个储存期间真空优于 2.2x10-18 mbar——这大大优于我们自己设定的 1x10-16 mbar 设计目标。”

这些储存的反质子的一个目的地，是 Ulmer 团队目前正在 HHU 建立的高精度实验室，用于开展质子和反质子的对比测量。Smorra 博士表示：“我们在 3 月的运输中成功完成了一次彩排，证明了我们的想法可行。我们的下一个目标是让陷阱具备足够的自主性，从而能够支持从日内瓦到杜塞尔多夫长达十小时的运输。”

Ulmer 教授在谈及这项研究的背景时说：“我们的目标是回答物理学中最基本的问题之一：为什么存在一个充满物质的宇宙？如果物质与反物质之间确实存在不对称，那么在大爆炸期间产生的物质可能比反物质多出极其微小的一点，这意味着物质净剩余下来，而反物质则完全湮灭。”