【英國《焦點》月刊10月號文章】題：如何製造反物質(作者英國牛津大學理論物理學家弗蘭克·克洛斯)
如果偶然看到一小塊反物質，你不會覺得它與普通的物質有什麼不同。從外表來看，你沒法區分哪一塊是物質，哪一塊又是反物質。即使觀察單個的原子，你也不可能分清楚。只有在原子內部，兩者之間的深刻互補性才會顯現出來。
物質是構成你、我乃至周圍萬物的基石。作為物質的原子是由居於中心的原子核以及圍繞其旋轉的電子組成。最簡單的元素 氫元素的原子只包含一個質量極輕的電子和一個體形巨大(就原子級別而言)的原子核，原子核的成分則是一個質子。電子帶有負電荷，質子則帶有同樣電量的正電荷。
與氫原子相比，「反氫原子」只有一個不同點：其內部粒子的電荷是相反的。於是，我們看到有一個體形巨大、居於中心、帶負電荷的「反質子」操控著一個飄忽不定、重量極輕、帶正電荷的「正電子」。電荷吸引的原則並沒有改變：無論對物質還是反物質而言，正負電荷都在互相吸引。因此，構成原子、組成分子、堆積成大塊物質的那些電磁力應該同樣可以構建出反原子、反分子和大塊反物質。
能量與物質
就我們目前所知，物理學法則暗示宇宙大爆炸(有科學家認為現在的宇宙是在一次大爆炸後形成的 本網注)的能量應該凝結成了等量的物質與反物質。然而，如今的宇宙裡並不存在大量反物質。這就成了一個謎。歐洲核子研究中心面對的重大挑戰之一就是要解開宇宙中物質與反物質的量存在不對稱性的奧秘。
有一件事是肯定的：物質與反物質不會相互混合，同時存在。這不僅適用於極其微小的基本粒子，也適用於原子。當一個粒子與其對應的反粒子相遇時，兩者就會共同湮滅為一束能量，比如高能伽馬射線。
早在上世紀90年代，科學家就利用歐洲核子研究中心的一臺粒子加速器，以非常壯觀的方式演示了正負電子相撞湮滅的情景。電子與正電子在大型正負電子對撞機中加速至接近光速的水平，然後相互迎頭碰撞。於是在一個比原子核還要小的區域內短暫出現了一股能量。宇宙誕生後的極短瞬間內就發生過類似的狀況。
通過記錄這些「迷你大爆炸」的實驗結果，科學家就有可能研究出物質是如何在宇宙大爆炸之後形成的。實驗證明，能量可以「轉化」為力量均衡的粒子與反粒子。這就印證了物質與反物質在宇宙誕生早期呈現完美平衡狀態的理論。於是，反物質消失之謎依然沒有解開。
假如可以製造出供用於研究的反物質原子，就會對解開謎題有所幫助。不過，倘若能夠在創造出反物質的同時防止其瞬間湮滅，這還真算得上一個不平凡的成就。事實上，物質與反物質相接觸後導致的爆炸性後果是科幻小說最鍾愛的題材之一：比如《星際迷航》中使用的能源，以及丹·布朗的驚險之作《天使與魔鬼》裡的致命炸彈。在現實世界中，這樣的應用成果即使能夠成真，也不可能在短時間內成為現實。不過，原子級別的破壞確實給反物質的存儲製造了麻煩：如果有東西會破壞掉與之接觸的任何物質，你該如何保存它呢？
囚禁反物質
歐洲核子研究中心的科學家們已經成功解決了這一難題。首先，你需要製造出非常良好的真空環境，這樣反物質就不會意外撞上某個在空中遊蕩的原子物質。其次，你必須保證反物質不會接觸到容器的器壁，因為容器的成分自然是物質的。訣竅是要製造出一個「磁力瓶」，即不使用任何固體材料，而是利用一組電場和磁場。這些場能夠囚禁反物質，防止其接觸到磁體本身。
通過這種方法，科學家曾經借用磁力來控制大型正負電子對撞機等粒子加速器中的單個高能反粒子(包括反質子和正電子)。磁體會引導正電子在一條很長的環形管道內運動，管道內部的真空水平比外太空還要高。帶電粒子流的運動速度則接近光速。
低能反物質的情況則有所不同。儲存「低溫」正電子的工具叫做「彭寧陷阱」，是荷蘭物理學家弗蘭·米海爾·彭寧想出的一個用一系列電場和磁場來囚禁反物質的方法。單個正電子每次能夠在彭寧陷阱中儲存幾個月，供科學家研究。迄今的研究表明，除電荷性質相反外，正電子與電子完全一模一樣。
不過，科學家能夠一次性囚禁的正電子或反質子的數量是有限的。囚禁的同種粒子數量越多，其總電荷量就會越大。最後，電荷量會因為變得太大而對構成陷阱本身的各個電場和磁場造成破壞。