基于在美國相對論重離子對撞機上開展的碰撞實驗,來自中國科學院近代物理所等中外單位的科研人員,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。這是迄今科學家觀測到的最重反物質超核。相關研究成果21日在線發表于《自然》雜志。
根據當前主流物理學理論,宇宙誕生于距今約138億年前的大爆炸,大爆炸產生了等量的物質和反物質。但我們的宇宙中,物質很常見,反物質卻非常罕見,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(即包含Lambda等超子的原子核),則更加難以產生。自1928年狄拉克方程的“負能量解”預示反物質存在以來,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,由一個反質子、兩個反中子和一個反Lambda超子組成。由于包含不穩定的反Lambda超子,反超氫-4飛行僅幾厘米后就會發生衰變。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。
“我們還測量了反超氫-4的壽命,并與其對應的正粒子超氫-4進行比較。在測量精度范圍內,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?!敝袊茖W院近代物理研究所研究員仇浩說,反超氫-4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。