科學(xué)家觀測(cè)到迄今最重反物質(zhì)超核

[本刊訊] 基于在美國(guó)相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)上開展的碰撞實(shí)驗(yàn)，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院近代物理所等中外單位的科研人員，首次在相對(duì)論重離子金金碰撞中觀測(cè)到一種新的反物質(zhì)超核——反超氫-4。這是迄今觀測(cè)到的最重反物質(zhì)超核，相關(guān)研究成果于2024年8月21日在線發(fā)表在《自然》（Nature）雜志。

根據(jù)當(dāng)前主流物理學(xué)理論，宇宙誕生于距今約138億年前的大爆炸，大爆炸產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì)。但我們的宇宙中物質(zhì)很常見，反物質(zhì)卻非常罕見，而由若干反重子進(jìn)一步組合形成的反物質(zhì)原子核和反物質(zhì)超核（即包含Λ0等超子的原子核），則更難以產(chǎn)生。自1928年狄拉克方程的“負(fù)能量解”預(yù)示反物質(zhì)存在以來(lái)，科學(xué)家僅發(fā)現(xiàn)了6種反物質(zhì)（超）核。

此次發(fā)現(xiàn)的反超氫-4是在相對(duì)論重離子碰撞實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的，由一個(gè)反質(zhì)子、兩個(gè)反中子和一個(gè)反Λ0超子組成。由于包含不穩(wěn)定的反Λ0超子，反超氫-4飛行僅幾厘米后就會(huì)發(fā)生衰變。研究團(tuán)隊(duì)分析了共約66億個(gè)重離子碰撞事件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終獲得了約16個(gè)反超氫-4的信號(hào)。

中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所研究員仇浩說(shuō)：“我們還測(cè)量了反超氫-4的壽命，并與其對(duì)應(yīng)的正粒子超氫-4進(jìn)行比較。在測(cè)量精度范圍內(nèi)，兩者壽命沒(méi)有明顯差異，再次驗(yàn)證了正反物質(zhì)性質(zhì)的對(duì)稱性?！狈闯瑲?4的發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)研究，使人們?cè)诜次镔|(zhì)及正反物質(zhì)對(duì)稱性的探索方面又邁出了重要一步。

（方德聲）