《狄拉克之旋》第三章 反物質-10囚禁
「激光功率？」
「30毫瓦！」
「有熒光嗎？」
「20高斯每厘米！」
「不能！除非不用光纖。」
「繼續增加磁場梯度！」
小林志雄親自來到實驗室，指揮著團隊。由於設備間距離很遠，需要大聲詢問和應答。狄莫一邊回答著小林的提問，一邊調整電源電流，朴正勇在一旁的電腦上記錄狄莫提到的參數。
Hansen小組的成員們已經啟動反質子和正電子束，以及Ioffe-Prichard阱，俘獲了10的五次方個基態的反氫原子。他們在一旁維護著阱內的原子數，等待著小林志雄小組的MOT結果。
「有東西！」大夥似乎看到了微弱的熒光信號。
「調整失諧！」小林志雄指揮著。
狄莫緩慢增加了激光頻率，即失諧。熒光信號逐漸變得小而亮，清晰可見。
「嗚呼！！！」
整個大組傳來一陣歡呼。這是人類歷史上第一個反物質磁光阱（MOT），一個對於物質原子來說用了幾十年的普通技術，用在反物質上卻是頭一次，難度也是天壤之別。
大夥互相擊掌相慶。
「等一下，我們需要確保不是真空里殘留的氫原子的MOT！」在激動人心的時刻，整個項目的大當家Hansen顯得格外冷靜。二當家小林志雄隨後提出我們可以把反質子或者正電子束關掉，保留其它一切參數不變，看看結果。
組裡很多人第一時間也想到了同樣的方法。在沒有反氫原子的情況下，如果還有MOT信號，那只能使氫原子了，雖然真空腔內氫原子的氣壓應該遠低於形成MOT所需要的值。
Hansen那邊切斷了反質子或者正電子束。由於是反物質粒子，不是簡單用真空內隔板擋住就行，需要調整前級加速器。狄莫和朴正勇這邊維持著激光的功率和失諧不變，Hansen組另外幾個人維持著所有磁場不變。大約過了一個小時，確認沒有反質子注入，然後重啟MOT。
CCD上空無一物，人群中又傳出一陣歡呼。
「等等，狄莫你再試試改變失諧。」Hansen想完全排除氫原子的可能性。
狄莫逐漸掃了100MHz的譜寬，沒有任何信號，這就意味著之前的MOT是反氫原子確認無疑！
整個團隊的幾十位人員都長舒一口氣。這是個值得紀念的日子，狄莫來此已經足有一年，而整個項目早已運行了好幾年。多年的努力終於收到回報，人類可以用激光冷卻反物質原子了！
為了這一天，整個團隊不分晝夜地加班，甚至連剛剛過去的聖誕和新年假期很多人都在堅守。在這個氣候怪異的冬天，整個團隊感受到了心靈上的振奮。
Hansen和小林會因為這個實驗變得出名。如果後面進行的順利，能夠用MOT中的反氫原子做出更多物理髮現，那麼Hansen就有了獲得諾貝爾獎的資本，小林也許也有機會，誰知道呢。
」
這就是實驗物理學，功勞都是給教練的。球員嘛，好好踢的目的也是最終成為教練。博士生相當於年輕球員，博士後相當於老球員，領隊相當於assistant professor，助理教練相當於associate professor，主教練相當於正式的終身professor。
終於可以好好休息幾天了，準備下一個大實驗。Hansen的計劃是觀察MOT中反氫原子的自由下落——由此確定反物質同樣遵循著萬有引力定律，雖然不遵循的可能性非常非常小。這將是一個反物質領域裡程碑的實驗，之前的反氫原子都是由於溫度太高而無法看到微弱的重力效應，只有冷原子才可能。整個團隊期待創造新的歷史。
「MOT溫度太高，載入四極磁阱的效率太低。」
「真愁人，原子數本身就少，如果強制蒸發的話，剩不下什麼了。」
「要不直接試試直接用光偶極阱？」
「應該行不通……」
自實現反氫原子磁光阱（MOT）以來，整個反物質組成了物理學界注目的焦點。一些科技新聞甚至誇張地用「物理學家成功控制反物質」作為標題，吸引了全世界的眼球。當然，此時更吸引眼球的事還沒有發生。
然而，下一步的實驗過於困難。反氫原子跟氫原子一樣，質量是最輕的原子。而MOT用到的激光冷卻方案有一個極限溫度，這個溫度跟原子的激發態線寬成嚴格正比。氫原子的第一激發態由於線寬過於寬，導致這個極限溫度非常大。溫度越高，原子團的擴散速度越快，同時反氫原子團的初始密度也過低。這兩個因素使得反氫原子在MOT撤掉後，來不及在重力方向上做任何移動就瞬間散開了。
毫無疑問，狄莫他們需要更冷，密度更高的原子團。至少先把密度壓縮上去，提高磁場梯度是唯一可行的方法。由於現有的MOT的線圈提供不了那麼大的磁場梯度，眾人將希望寄托在了初始的Ioffe-Prichard阱上。這是個大傢伙，可以多加幾對反亥姆霍茲線圈，在MOT處提供高梯度的磁場。我們有很多備用的線圈。這個任務顯然不歸狄莫，甚至也不歸小林志雄，而直接歸Hansen領導。
就這樣又過了快三個月，在復活節前夕，傳來了一個激動人心的好消息。Hansen直接領導的這個小組成功地將狄莫這邊MOT里絕大部分反氫原子裝載到了新的高梯度磁阱中。原子團已經被壓縮到對應線圈所能承受的極限電流的最小尺寸。從磁阱釋放之後，短短的2毫秒，在原子團就快要擴散到消失殆盡的時候，在吸收圖像上清楚地看到了原子團的中心在重力方向上移動了80微米。重複多次測量，依然是這個結果。
整個團隊興奮異常，他們用人類歷史上首次的直接證據證實了反物質和物質遵循著同樣的萬有引力定律！
「夥計們！文章很快就被nature接收了，乾杯！」Hansen特意組織了一場慶功會，慶祝這個偉大的成果。這是整個反物質項目首要目標，已經實現。
「Boss，如果我們發現的是反物質沿著地球重力相反方向移動，向上飛，那才是驚人的結果，是能改變物理學的發現。」狄莫和Hansen調侃起來。在平時的工作場合他可沒這個膽量。
大夥爆發出笑聲，很多人同意這個說法。目前的結果只能說都在意料之中，並不是物理學意料之外的發現。
「如果是那樣，估計很多人就瘋了，哈哈」，Hansen再在開懷大笑時也依然保持頭腦清醒，「那樣會引起很多悖論，比如違反CPT定理。」
狄莫一生都會清楚的記得Hansen那一刻提到的CPT定理。這是他多年之前在量子場論課上學過的一個非常基本的定理，但是拋在腦後長期不用以致被拋在腦後。
C代表荷（charge），P代表宇稱（parity），T代表時間（time）。物質和反物質之間的變換就是C變換。我們這個宇宙兩者不對等，物質粒子多於反物質粒子，因此這個變換不守恆。同時因為弱相互作用對自旋的傾向性，宇稱變換也不守恆。實驗上也觀察到了弱相互作用會破壞CP二者聯合反演的守恆。但是量子場論的基本定律要求CPT三者的聯合變換必須守恆，這就是CPT定理。簡單地說就是一個左旋的物質粒子沿著時間方向運動，完全等同於一個右旋的反物質粒子逆時間方向運動。
電磁相互作用和強相互作用都同時遵守C，P，T單獨的變換守恆，只有弱相互作用只遵守CPT聯合變換守恆。而且弱相互作用對自旋的分量有選擇。Hansen這次突然提到CPT定理，使狄莫陷入了新一輪的關於自旋的思考。
整個復活節假期，狄莫都在想這個問題，在他看來CPT定理不但代表著荷與時間和空間的直接聯繫，也代表著自旋與時間和空間的直接聯繫。
又因為超對稱變換同時即是自旋的變換，也是時空的變換，狄莫更加深了這一信念：粒子的自旋一定源於時間和空間的某種基本屬性。
狄莫帶著他的思考回到了實驗室繼續工作。整個團隊準備重啟反物質裝置，他們沒有意識到一個巨大的危險正悄悄地到來……
……
……
「滴！——嘟！——」
刺耳的警報聲突然想起，實驗室幾個人都被嚇了一跳。
「著火了？」
「先關掉所有電源！」小林志雄當機立斷，「朴正勇，狄莫，你們倆跟我出去看一下出了什麼事。」
因為他們三個當時正坐在一起討論，小林志雄隨手帶著他倆走了出去。
三人在走廊走可以回，突然連續聽到幾個響聲。
「什麼聲音？是什麼東西爆炸了嗎？」朴正勇不解的問。
「我聽著像槍聲。」狄莫突然有一種不祥的預感。
「出大事了！快回去把液氦瓶都關掉」，小林志雄邊漢邊帶著二人跑回實驗室。令他們驚奇的是，實驗室的另一端，不速之客已經闖進。」
「hands up！Don』t move」遠處幾個蒙著面的武裝人員操著蹩腳的英文喊向三人，槍口也同時指向了三人。
狄莫心想完了，中大獎了。所有人都被驚嚇的一言不發。
實驗室其它幾位同事原來早已被控制，蹲坐在另一個角落的幾個液氦瓶那裡。面部都是被嚇呆的表情。
三人面面相覷，舉起雙手，一動不敢動。在幾名武裝人員的強迫下，他們走到了實驗室其它人蹲坐的角落，加入人群。
沒錯，恐怖分子劫持了CERN，他們成了人質！
大頭頭Hansen在國外開會，躲過一劫。但是他四十多人的團隊，有一大半人被困在了這裡。
實驗室外零星地響起槍聲，想必其它幾個實驗室也遇到了相同的災難。恐怖分子似乎訓練有素。主實驗室有幾百平方米的面積，天花板有兩層樓高。只有三個恐怖分子持槍，站在二層的鐵架走廊上，各守著一個角落。而所有的人質，都蜷縮在第四個角落，毫無逃跑的可能。整個設備都暴漏在槍口之下。如果一顆子彈打穿了他們身邊的某個液氦瓶，他們全都要一命嗚呼。
不久，外面傳來了兩聲爆炸聲，狄莫分不清是炸藥還是手雷，但是覺得前者更靠譜一些。
「咱們這裡面有沒有會阿拉伯語的？」。大夥在小聲嘀咕。看來沒有，不過有幾位同事用法語向恐怖分子呼喊，說要上廁所。恐怖分子聽懂了，然後告訴他們在旁邊洗手池上就地解決，不允許走出這個大實驗室。
沒有人知道外面發生了什麼，是整個CERN都被佔領？
還是僅僅他們做反物質實驗的這個區域？現在他們被完全囚禁在封閉的空間里了。首先生個實驗室都在地下，沒有任何手機。而且恐怖分子不會讓他們任何人去使用電腦，牆上的WIFI路由器也已經被一槍轟了。
……
時間久這樣過去了幾個小時，已經到傍晚時分，很多人餓的開始抱怨。不久，另一個恐怖分子從二層的貼架走了進來，遞給裡面的一個恐怖分子一包東西。打開一看，一些小食品。顯然恐怖分子把外面的自動售貨機給敲開了。
恐怖分子把其中的幾包扔入人群，大夥打開，分發到每個人手裡。人質裡面不是博士就是在讀博士生，全是男性，沒有任何慌亂。
時間越來越晚，大夥只能席地而眠。沒有一個人會想到一生會遭如此劫難。好端端的科學實驗室為什麼成了恐怖分子的目標？而且像是有規模的大型行動。他們從哪兒來？目的是什麼？
大夥也小聲地議論很久。能確定的幾點是：
1、恐怖分子是中東人，說阿拉伯語。
2、他們能聽懂法語，從法國過來的可能性比較大。
3、他們選擇了復活節後的第一天作為目標。這是工作日里安保力量最空虛的時候，因為很多人多請了兩天假，好能跟後面的周末連上。
4、復活節期間遊客較多，因此大量阿拉伯人開車到附近也不會引起太大警覺，槍支也更利於運輸。
5、從衣裝上看，更像一群烏合之眾。但是計劃縝密，領頭的絕非善類。
6、他們的目的也許跟反物質有關。
……
時間慢慢到了夜裡，刺眼的燈光也抵擋不住倦意。大夥只能席地而眠。恐怖分子也有人進來換班。
「你們猜他們有多少人？」朴正勇問狄莫和小林志雄。
「我估計20個左右」狄莫猜。
「我估計更多。由於實驗室之間是通的，他們需要佔領整個CERN。」小林志雄非常自信地說。
朴正勇接著問：「我們有沒有機會逃出去？比如從咱們做激光的那個小屋穿過去，有個上樓的暗梯，恐怖分子們不一定能發現。」
「別冒險。他們顯然不想殺咱們。」小林志雄說，「這事應該全世界都知道了， BBC，CNN等媒體應該在24小時不間斷報道，我估計現在應該正在談條件呢。」
「安保太差了，竟然讓他們這麼容易進來！」朴正勇充滿憤怒。
狄莫安慰他：「冷靜，估計也不會有多少人想到CERN會成為恐怖分子襲擊目標，而且是這麼大規模的武裝襲擊。你看他們的槍，統一的AKM。」
「這槍在法國的黑市上能買到很多，是黑幫的標配。」在一旁的法國同時忍不住提請。
「噢？那就說得通了，他們很可能是從黑幫招募來的武裝。」
「也很可能是類似基地組織，直接從黑幫購買的武器。」
「他們到底要幹什麼？」
「不會是讓我們幫他們做反物質炸彈吧？那他們可真要失望了，嘿嘿。」
義大利同事的一句話，把所有人都逗笑了，但是大家也不敢太大聲，只是偷摸地笑。
外行門都把反物質傳的神乎其神，就像當年丹布朗的第一部小說，後來還拍成電影的《天使與魔鬼》一樣，幻想出反物質炸彈，還能帶著滿世界跑，太扯了。狄莫想到這和情節就會發笑。
現實中，整個大組奮鬥了這麼多年，這麼龐大的設備，只能囚禁極其少量的反氫原子。假設這些囚禁的反氫原子全部和物質湮滅，即所有靜質量都轉化成能量，那麼釋放的能量還不足一個焦耳。一千克TNT炸藥釋放的能量可是好幾百萬焦耳。所以拿反物質做炸彈，純屬天方夜譚。
「天方夜譚？這不就是《一千零一夜》嘛。」狄莫突然想到在這些阿拉伯人眼中，說不定都把阿拉丁神燈或者阿里巴巴芝麻開門等當做真事，那把反物質當成毀滅世界的力量也就不足為奇了。
莫非他們真的是沖著反物質來的？這下可麻煩了。我們怎麼解釋他們很懂都聽不懂，會逼著我們造炸彈，造不出來就一個接一個殺。問題是全殺光也造不出來。
MD，我怎麼這麼倒霉，難道年紀輕輕就要在這裡就義？客死他國？
狄莫躺在地上，面對著天花板上日光燈刺眼的燈光，籌劃著辦法。這個時刻，他真的理解為什麼會有人信教。如果沒有信仰，此時真的是無任何奇蹟可期待，只能接受命運，什麼都做不了。
如果我一開始就與世無爭，隨便回老家找個教書的工作，娶妻生子，陪爹媽安度晚年，那該有多好？如今生死未卜，爹媽看了新聞會擔心到什麼程度？」狄莫越想越難過，眼睛開始模糊。昔日的那股豪情在真正的生死面前顯得多麼可笑。
……
「我們千辛萬苦地囚禁了反物質，卻不想被一群恐怖分子武裝囚禁在了實驗室。反物質的命運終究難逃被湮滅，那我們呢？」——狄莫。
END
《狄拉克之旋》第三章反物質-9物理學家
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