科學家觀測到迄今最重反物質超核

[本刊訊] 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。這是迄今觀測到的最重反物質超核，相關研究成果于2024年8月21日在線發表在《自然》（Nature）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Λ0等超子的原子核），則更難以產生。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Λ0超子組成。由于包含不穩定的反Λ0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。

中國科學院近代物理研究所研究員仇浩說：“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。”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。

（方德聲）