歐洲核子研究中心的科學家利用常見的手機攝像頭傳感器組合出一個38.4億像素探測器，用于追蹤反氫原子在重力作用下的下降。這可以通過實時、超高精度成像徹底改變反物質實驗。

光學反物質成像儀配備 60 個手機拍攝的照片傳感器。圖片來源：Andreas Heddergott / TUM

AEgIS 實驗使用反氫粒子束和由改良的手機相機傳感器制成的突破性探測器，以前所未有的分辨率捕捉微小的位移。這種尖端的光學光子和反物質成像儀 (OPHANIM) 不僅與舊照相底片的精度相匹配，還增加了實時功能和更廣泛的科學潛力，為更高水平的反物質研究打開了大門。

歐洲核子研究中心反物質工廠的科學家正在努力測量反氫在地球引力下的行為，旨在確定它是否以與常規物質相同的方式下落。AEgIS（反氫實驗：重力、干涉測量、光譜學）、ALPHA 和 GBAR 等幾項實驗正在使用不同的方法解決這個問題。

AEgIS 實驗會制造一束水平的反氫粒子，并追蹤其在行進過程中的垂直移動距離。為此，研究人員使用了一種名為莫爾偏轉儀的設備，它可以檢測粒子路徑的微小變化，以及一個可以捕捉反氫原子湮滅的精確點的探測器。

“為了使 AEgIS 發揮作用，我們需要一個具有極高空間分辨率的探測器，而移動攝像機傳感器的像素小于 1 微米，”慕尼黑工業大學研究中子源FRM II的 Francesco Guatieri 說道。他也是該研究的首席研究員。

“我們在單個攝影探測器——光學光子和反物質成像儀 (OPHANIM) 中集成了 60 個，目前運行的像素數最高：3840 MPixels。以前，照相底片是唯一的選擇，但它們缺乏實時能力。我們的解決方案已針對反質子進行了演示，并可直接應用于反氫，它將照相底片級分辨率、實時診斷、自校準和良好的粒子收集表面結合在一個設備中。”

研究人員使用了光學圖像傳感器，此前該傳感器已被證明能夠以前所未有的分辨率實時對低能正電子進行成像。

“我們必須剝去傳感器的第一層，這些傳感器是為處理手機先進的集成電子元件而設計的，”Guatieri 說道。“這需要高水平的電子設計和微工程。”AEgIS 發言人 Ruggero Caravita 博士說：“這是一項改變游戲規則的技術，可用于觀察水平傳播的反氫光束中由于重力而產生的微小移動，并且它還可以在高位置分辨率至關重要的實驗或開發高分辨率追蹤器中找到更廣泛的應用。”

Caravita總結道：“這種非凡的分辨率使我們能夠區分不同的湮沒碎片，為材料中低能反粒子湮沒的新研究鋪平了道路。”

編譯自/ScitechDaily