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　　中國科學(xué)院近代物理研究所等機(jī)構(gòu)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，這是迄今實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)超核。相關(guān)成果于8月21日發(fā)表在《自然》雜志上。

　　當(dāng)前的物理學(xué)知識(shí)認(rèn)為，物質(zhì)和反物質(zhì)的性質(zhì)是對(duì)稱的，在宇宙誕生之初應(yīng)該存在等量的正物質(zhì)和反物質(zhì)。但由于某種神秘的物理機(jī)制，導(dǎo)致了早期宇宙中正反物質(zhì)數(shù)量極小的不對(duì)稱，在絕大部分正反物質(zhì)湮滅后，約百億分之一的正物質(zhì)得以存活，構(gòu)成了今天的物質(zhì)世界，并成為人類文明誕生和存在的基礎(chǔ)。是什么原因造成了宇宙中正反物質(zhì)數(shù)量的差別？要回答這個(gè)問題，一個(gè)重要的思路是在實(shí)驗(yàn)室中制造新的反物質(zhì)，并研究它們的性質(zhì)。

　　反物質(zhì)十分罕見，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)超核則更加難以產(chǎn)生。近一個(gè)世紀(jì)，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。位于美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)，能將重離子束加速至接近光速并使其對(duì)撞，在實(shí)驗(yàn)室中模擬宇宙早期大爆炸的狀態(tài)。這種對(duì)撞能產(chǎn)生幾萬億攝氏度的高溫火球，包含幾乎等量的正物質(zhì)與反物質(zhì)。火球迅速膨脹、冷卻，使得一部分反物質(zhì)有機(jī)會(huì)逃離與正物質(zhì)湮滅的命運(yùn)，被環(huán)繞對(duì)撞點(diǎn)的STAR實(shí)驗(yàn)探測(cè)器觀測(cè)到。

　　反超氫-4由一個(gè)反質(zhì)子、兩個(gè)反中子和一個(gè)反Lambda超子組成。由于包含不穩(wěn)定的反Lambda超子，反超氫-4飛行僅僅幾厘米后就會(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)。對(duì)反超氫-4壽命的測(cè)量表明，和與其對(duì)應(yīng)的正粒子超氫-4相比，兩者壽命沒有明顯差異，再次驗(yàn)證了正反物質(zhì)性質(zhì)的對(duì)稱性。

　　反超氫-4是目前科學(xué)家觀測(cè)到的最重的反物質(zhì)超核。它的發(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。

　　STAR是相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)上的大型國際實(shí)驗(yàn)合作組，由來自14個(gè)國家、74個(gè)單位的700多位研究人員組成。本研究工作由中國科學(xué)院近代物理研究所研究員仇浩團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成，該所博士生吳俊霖、路坦在物理分析中作出了突出貢獻(xiàn)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)在衰變粒子重建技術(shù)及效率計(jì)算方面作出了重要貢獻(xiàn)。