反物质新发现:最重反超氢-4诞生
中国科学院的研究团队在近期的一项国际合作研究中,成功观测到了一种新的反物质超核——反超氢-4,这是迄今为止实验上发现的最重的反物质超核。这一重要发现将有助于进一步探索反物质以及正反物质对称性的奥秘。
该研究由中国科学院近代物理研究所的仇浩研究员团队主导完成,相关成果已于8月21日发表在国际学术期刊《自然》上。
根据现有的物理学知识,物质和反物质的性质是对称的,这表明在宇宙诞生之初,正反物质的数量应该是相等的。然而,正反物质之间的相互作用会导致它们在相遇时相互湮灭抵消,从而使得正反物质的数量产生了微小的差异。这种差异的存在,大约只有百亿分之一,这也是我们今天所拥有的物质世界的来源。
为了更深入地理解这个现象,研究人员试图在实验室中制造新的反物质,并对其性质进行研究。然而,反物质是非常罕见的,由若干反重子进一步组合形成的反物质原子核和反物质超核更是难以产生。在此之前,科学家们仅发现了6种反物质原子核和反物质超核。
此次,研究人员在美国相对论重离子对撞机上开展了对撞实验,成功地观测到了反超氢-4。反超氢-4由一个反质子、两个反中子和一个反Lambda超子组成。由于其中包含了不稳定的反Lambda超子,因此反超氢-4在飞行仅仅几个厘米之后就会发生衰变。
研究人员通过对约66亿个重离子碰撞事件的实验数据的分析,最终确定了约16个反超氢-4的信号。他们对反超氢-4进行了寿命测量,并与对应的正粒子超氢-4进行了比较,结果发现两者的寿命在测量精度范围内没有显著差异,这再次验证了正反物质性质的对称性。