【天脉网】8月26日，近期，中国科学院官网发布了一项重大科研进展，由近代物理研究所等机构科研人员参与的RHIC-STAR国际合作实验研究中，科学家们首次在相对论重离子金金碰撞过程中观测到了一种全新的反物质超核——反超氢-4。
这一发现标志着人类迄今为止实验上观测到的最重的反物质超核的诞生。据天脉网了解，相关研究成果已于8月21日在权威科学期刊《自然》（Nature）上发表。当前物理学理论认为，物质与反物质的性质是对称的，宇宙诞生之初本应存在等量的正物质与反物质。幸运的是，由于某种未知的物理机制，早期宇宙中正反物质的数量存在极小的不对称，导致绝大部分正反物质湮灭后，仅有约百亿分之一的正物质幸存下来，构成了今天的物质世界，并奠定了人类文明的基础。那么，究竟是什么原因造成了宇宙中正反物质数量的差异？为了解答这一问题，科学家们在实验室中制造新的反物质并研究其性质成为了一个重要的研究方向。
反物质极为罕见，而由多个反重子组合形成的反物质原子核和反物质超核更是难以产生。自1928年狄拉克方程预示反物质存在以来，近一个世纪的时间里，科学家们仅发现了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，能够将重离子束加速至接近光速并使其对撞，模拟宇宙早期大爆炸的状态。这种对撞产生了几万亿度的高温火球，其中包含了几乎等量的正物质与反物质。火球迅速膨胀、冷却，使得一部分反物质有机会逃离与正物质湮灭的命运，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超子组成。由于包含不稳定的反Lambda超子，反超氢-4在飞行仅仅几个厘米后就会发生衰变。研究团队分析了约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。此外，研究团队还测量了反超氢-4的寿命，并将其与对应的正粒子超氢-4进行了比较。研究结果显示，在测量精度范围内，两者的寿命没有明显差异，这再次验证了正反物质性质的对称性。
反超氢-4的发现及其性质研究，使科学家们在反物质及正反物质对称性的探索方面迈出了重要一步。这一成果不仅加深了我们对宇宙早期状态的理解，也为未来的反物质研究开辟了新的方向。
