美观察到迄今最重反物质反氦-4

2011-3-24 09:33 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网3月23日(北京时间)报道,美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机国际合作组的科学家,首次观察到了新型反物质反氦-4,这是迄今科学家观察到的最重反物质。

  高能对撞能形成夸克胶子等离子体,这种炽热、稠密的物质包含数量大致相当的夸克和反夸克粒子。夸克胶子等离子体逐渐冷却后会变成一种强子气体并产生质子、中子和它们的反粒子。科学家们在金核相互对撞10亿次后形成的强子气体中共观察到了18个反氦-4,证明反氦-4确实存在,其包含4个反物质粒子:2个反质子和2个反中子。

  科学家指出,反氦-4很可能是迄今观察到的最重的反物质,并预测下一个可能会“现身”的更重反物质将是反锂-6。

  1932年,科学家首次观察到反物质粒子-正电子。从此,越来越多更重的反物质逐渐映入科学家的眼帘。1955年观察到的是反质子和反中子,在接下来的20年里,科学家们依次观察到了反氘核、反氦核-3。加速器和探测器技术的不断改进让科学家在1995年首次观察到了反氢;2011年观察到了新型反物质“反超氚”,“反超氚”是反氦-4出现之前最重的反物质,也是首个含有反夸克的粒子。

  科学家们还表示,这次实验中观察到的反氦-4数量表明,宇宙中反氦-4并不多,在宇宙中观察到反氦-4的可能性微乎其微。如果真的在宇宙中观察到了反氦-4,这些反氦-4一定是由另一种机制所产生,这种机制很可能在宇宙中很多地方产生大量反物质。

  4月发射的奋进号航天飞机将携带阿尔法磁谱仪前往国际空间站搜寻宇宙射线中的反物质。阿尔法磁谱仪肩负着寻找宇宙中的反碳核、反氦核及其他更重的反核来确定宇宙中是否存在反物质的重要使命。如果科学家能找到宇宙中某个包含更多反物质的区域,就能解决长期困扰他们的一个重大问题:为何可见的宇宙主要由物质而不是反物质组成,并厘清宇宙诞生之初所发生的事情。