中國科學家觀測到迄今最重反物質超核

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中國科學家觀測到迄今最重反物質超核

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2024-08-22 16:07 |

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　　香港中通社8月22日電　近日，中國科學院近代物理研究所等機構的科研人員參與RHIC-STAR國際合作實驗研究，首次在相對論重離子金金碰撞中觀測到一種新的反物質超核——反超氫-4，這是迄今實驗上發現的最重的反物質超核。

　　據中國科學院近代物理研究所網站8月21日消息，相關成果於21日發表在《自然》雜誌上。

　　當前的物理學知識認為，物質和反物質的性質是對稱的，在宇宙誕生之初應該存在等量的正物質和反物質。但由於某種神秘的物理機制，導致了早期宇宙中正反物質數量極小的不對稱，在絕大部分正反物質湮滅後，約百億分之一的正物質得以存活，構成了今天的物質世界，並成為人類文明誕生和存在的基礎。

　　反物質十分罕見，而由若干反重子進一步組合形成的反物質原子核和反物質超核則更加難以產生。近一個世紀，科學家僅發現了6種反物質（超）核。

　　此次發現的反超氫-4是在相對論重離子碰撞實驗中產生的。位於美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機，能將重離子束加速至接近光速並使其對撞，在實驗室中模擬宇宙早期大爆炸的狀態。這種對撞能產生幾萬億攝氏度的高溫火球，包含幾乎等量的正物質與反物質。火球迅速膨脹、冷卻，使得一部分反物質有機會逃離與正物質湮滅的命運，被環繞對撞點的STAR實驗探測器觀測到。

　　反超氫-4由一個反質子、兩個反中子和一個反Lambda超子組成。由於包含不穩定的反Lambda超子，反超氫-4飛行僅僅幾厘米後就會發生衰變。研究團隊分析了共約66億個重離子碰撞事件的實驗數據，最終獲得了約16個反超氫-4的信號。對反超氫-4壽命的測量表明，和與其對應的正粒子超氫-4相比，兩者壽命沒有明顯差異，再次驗證了正反物質性質的對稱性。

　　反超氫-4是目前科學家觀測到的最重的反物質超核。它的發現和性質研究，使人們在反物質及正反物質對稱性的探索方面又邁出了重要一步。（完）