重离子碰撞产生反物质超氢-4

近日，中国科学院近代物理研究所等▂机构的科学科研人员参与RHIC-STAR国际合作实验研究，首次在相对论重离子金金碰撞中观测到一种新的家观反物质超核——反超氢-4，这是迄今迄今实验上发现的最重的反物质超核。相关成果于8月21日发表在《自然》杂志上。反物

当前的中国最重质超物理█学知识认为物质和反物质的性质是对★称的，在宇宙诞生之初应该存在等量的科学正物质和反物质。幸≡运的家观是，某种神〖秘的迄今物理机制导致了早期宇宙中正反物质数量极∮小的不对称，在绝大部分正反物质湮灭后，反物约百亿分之一的中国最重质超正物质得以存活下来，构成了今天的科学物质世界，并成为人类文明诞生和存在的家观基础。是迄今什么原因造成了宇宙中正反物质数╳量的差别？要回答这个悬而未决的问题，一个重要的反物思路是在实验室中√制♂造新的反物质并研究它们的性质。反物质非常罕见，而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（即包含Lambda等超子的原子核），则更加难▽以产生。自1928年狄拉克方程的“负能量解”预示反物质的存↘在以来，近一个世纪，科学家∑仅发现了6种反物质（超）核。

此次发现的反超氢-4是在相对论重离子碰撞实验中产生的。位于美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC），能将重离子束加速至接近光速并使其对撞，在实验室中模拟宇宙早期大爆炸的状态。这种对撞能产生几万亿度的高温火球，包含几乎等量的正物质与反物质。火球迅速々膨胀、冷却，使得一部分反物质有机会逃离∞与正物质々湮灭的命运，被环绕对撞点的STAR实验探测器☆观测到。

反超氢-4由一个反质子、两个反中子和一个反Lambda超子组成。由于包含不稳定的反Lambda超子，反超氢-4飞行仅仅几个厘米※后就会发生衰变。研究团队分析了共约66亿个重↘离子碰撞事件的实验数据，通过衰变产生的反氦-4和π+介子反向重建反超氢-4，最终获得了约16个反超氢-4的信号。

研究Ψ 团队还测量了反超氢-4的寿命，并与其№对应的正粒子超氢-4比较，在测量精度范围内两者寿命没有明显差异，再次验证了正反物质性质的★对称性。反超氢-4是目前科学家观测到的最重的反物质。

STAR是RHIC上的大型国ξ际实验合作组，由来自14个国家、74个单位的700多位研究〓人员组成。该工作由中国科学院近代物理研究所仇浩研究员团队主导完成，博士生ζ　吴俊霖、路坦在物理分析中做出了★突出贡献。中国科学技术大学团队在衰变粒子重『建技术及效率计算方面做出了重要贡献。