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科學(xué)家觀測到迄今最重反物質(zhì)超核
2024/08/23 11:08 來源：光明日報 閱讀：1.3萬
宇宙誕生之初，物質(zhì)和反物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)該是對稱的,、數(shù)量應(yīng)該是等量的,。但現(xiàn)在的宇宙，卻難以找到反物質(zhì),。反物質(zhì)為什么消失了？科學(xué)家們嘗試在實驗室中制造新的反物質(zhì)并研究它們的性質(zhì),。在中國科學(xué)家主導(dǎo)完成的一項國際合作實驗中,，首次在相對論重離子金金碰撞中觀測到一種新的反物質(zhì)超核（即包含超子的原子核）——反超氫-4，這是迄今實驗中發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)超核,。
??這一實驗是螺旋徑跡探測器（STAR）大型國際實驗合作組,，在美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機（RHIC）上進行的，物理分析由中國科學(xué)院近代物理研究所仇浩研究員團隊主導(dǎo)完成,。相關(guān)成果于8月21日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上,。
??仇浩介紹，某種神秘的物理機制導(dǎo)致了早期宇宙中正反物質(zhì)數(shù)量極小的不對稱,，在絕大部分正反物質(zhì)湮滅后,，約百億分之一的正物質(zhì)得以存活下來，構(gòu)成了今天的物質(zhì)世界,，并成為人類文明誕生和存在的基礎(chǔ),?！胺次镔|(zhì)非常罕見，而由若干反重子進一步組合形成的反物質(zhì)原子核和反物質(zhì)超核,，則更加難以產(chǎn)生,。自1928年狄拉克方程的‘負能量解’預(yù)示反物質(zhì)的存在以來，近一個世紀,，科學(xué)家僅發(fā)現(xiàn)了6種反物質(zhì)（超）核,。”
??RHIC能將重離子束加速至接近光速并使其對撞,，在實驗室中模擬宇宙早期大爆炸的狀態(tài),。這種對撞能產(chǎn)生幾萬億度的高溫火球，包含幾乎等量的正物質(zhì)與反物質(zhì),?；鹎蜓杆倥蛎洝⒗鋮s,，使得一部分反物質(zhì)有機會逃離與正物質(zhì)湮滅的命運,，被環(huán)繞對撞點的探測器觀測到。
??“非常幸運地,，我們觀測到了反超氫-4,。”仇浩說,，反超氫-4由一個反質(zhì)子,、兩個反中子和一個反Lambda超子組成。由于包含不穩(wěn)定的反Lambda超子,，反超氫-4飛行僅僅幾厘米后就會發(fā)生衰變,。研究團隊分析了共約66億個重離子碰撞事件的實驗數(shù)據(jù)，最終獲得了約16個反超氫-4的信號,。研究團隊還進一步測量了反超氫-4的壽命,，并與其對應(yīng)的正粒子超氫-4比較，在測量精度范圍內(nèi)兩者壽命沒有明顯差異,，再次驗證了正反物質(zhì)性質(zhì)的對稱性,。（記者 齊芳）