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科學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：1.1萬
宇宙誕生之初,，物質(zhì)和反物質(zhì)的性質(zhì)應該是對稱的,、數(shù)量應該是等量的。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)。在中國科學家主導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院近代物理研究所仇浩研究員團隊主導完成。相關成果于8月21日發(fā)表在國際學術期刊《自然》上,。
??仇浩介紹,，某種神秘的物理機制導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,?！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’預示反物質(zhì)的存在以來,，近一個世紀，科學家僅發(fā)現(xiàn)了6種反物質(zhì)（超）核,?！?/span>
??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?、冷卻，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,?！背鸷普f，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）