8 月 22 日消息，中國科學院近代物理研究所在參與 RHIC-STAR 國際合作實驗研究中，首次在相對論重離子金金碰撞中觀測到一種新的反物質超核 —— 反超氫-4，這也是迄今實驗上發現的最重的反物質超核。

項目背景

什么是正物質和反物質呢？當前物理學知識認為在宇宙誕生之初應該存在正物質與反物質，并且兩者是等量存在的。

但現在的宇宙卻難以找到反物質了，那么很多人好奇，反物質都去了哪里呢？科學家們給出的答案是反物質很容易與周圍的正物質發生湮滅，也就是存在即消失。

如果宇宙中的正、反物質一直保持數量相等，它們終將完全湮滅掉，變成一團光。幸運的是，在某種物理機制的作用下，正、反物質卻出現了數量的不平衡。

不過，某種神秘的物理機制導致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后，約百億分之一的正物質得以存活下來，構成了今天的物質世界，并成為人類文明誕生和存在的基礎。

反物質非常罕見，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”預示反物質的存在以來近一個世紀，科學家僅發現 6 種反物質（超）核。

研究過程

仇浩介紹說，此次最新發現的反超氫-4 是在相對論重離子碰撞實驗中產生的。位于美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機（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。

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。該火球迅速膨脹、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 介紹

反超氫-4 由一個反質子、兩個反中子和一個反 Lambda 超子組成。由于包含不穩定的反 Lambda 超子，反超氫-4 飛行僅僅幾個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，通過衰變產生的反氦-4 和 π+ 介子反向重建反超氫-4，最終獲得約 16 個反超氫-4 的信號。

附上參考地址

• Observation of the antimatter hypernucleus

• 新突破！我國科學家發現名為“反超氫-4”的反物質

• 反物質研究重要發現：科學家觀測到最重反物質超核

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總結

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