欧洲核子研究中心的科学家利用常见的手机摄像头传感器组合出一个38.4亿像素探测器，用于追踪反氢原子在重力作用下的下降。这可以通过实时、超高精度成像彻底改变反物质实验。
光学反物质成像仪配备 60 个手机拍摄的照片传感器。图片来源：Andreas Heddergott / TUM
AEgIS 实验使用反氢粒子束和由改良的手机相机传感器制成的突破性探测器，以前所未有的分辨率捕捉微小的位移。这种尖端的光学光子和反物质成像仪 (OPHANIM) 不仅与旧照相底片的精度相匹配，还增加了实时功能和更广泛的科学潜力，为更高水平的反物质研究打开了大门。
欧洲核子研究中心反物质工厂的科学家正在努力测量反氢在地球引力下的行为，旨在确定它是否以与常规物质相同的方式下落。AEgIS（反氢实验：重力、干涉测量、光谱学）、ALPHA 和 GBAR 等几项实验正在使用不同的方法解决这个问题。
AEgIS 实验会制造一束水平的反氢粒子，并追踪其在行进过程中的垂直移动距离。为此，研究人员使用了一种名为莫尔偏转仪的设备，它可以检测粒子路径的微小变化，以及一个可以捕捉反氢原子湮灭的精确点的探测器。
“为了使 AEgIS 发挥作用，我们需要一个具有极高空间分辨率的探测器，而移动摄像机传感器的像素小于 1 微米，”慕尼黑工业大学研究中子源FRM II的 Francesco Guatieri 说道。他也是该研究的首席研究员。
“我们在单个摄影探测器——光学光子和反物质成像仪 (OPHANIM) 中集成了 60 个，目前运行的像素数最高：3840 MPixels。以前，照相底片是唯一的选择，但它们缺乏实时能力。我们的解决方案已针对反质子进行了演示，并可直接应用于反氢，它将照相底片级分辨率、实时诊断、自校准和良好的粒子收集表面结合在一个设备中。”
研究人员使用了光学图像传感器，此前该传感器已被证明能够以前所未有的分辨率实时对低能正电子进行成像。
“我们必须剥去传感器的第一层，这些传感器是为处理手机先进的集成电子元件而设计的，”Guatieri 说道。“这需要高水平的电子设计和微工程。”AEgIS 发言人 Ruggero Caravita 博士说：“这是一项改变游戏规则的技术，可用于观察水平传播的反氢光束中由于重力而产生的微小移动，并且它还可以在高位置分辨率至关重要的实验或开发高分辨率追踪器中找到更广泛的应用。”
Caravita总结道：“这种非凡的分辨率使我们能够区分不同的湮没碎片，为材料中低能反粒子湮没的新研究铺平了道路。”
编译自/ScitechDaily
