宇宙誕生之初，物質(zhì)和反物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)該是對稱的、數(shù)量應(yīng)該是等量的。但現(xiàn)在的宇宙，卻難以找到反物質(zhì)。反物質(zhì)為什么消失了？科學(xué)家們嘗試在實(shí)驗(yàn)室中制造新的反物質(zhì)并研究它們的性質(zhì)。在中國科學(xué)家主導(dǎo)完成的一項國際合作實(shí)驗(yàn)中，首次在相對論重離子金金碰撞中觀測到一種新的反物質(zhì)超核（即包含超子的原子核）——反超氫-4，這是迄今實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)超核。

這一實(shí)驗(yàn)是螺旋徑跡探測器（STAR）大型國際實(shí)驗(yàn)合作組，在美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的相對論重離子對撞機(jī)（RHIC）上進(jìn)行的，物理分析由中國科學(xué)院近代物理研究所仇浩研究員團(tuán)隊主導(dǎo)完成。相關(guān)成果于8月21日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

仇浩介紹，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)得以存活下來，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)�！胺次镔|(zhì)非常罕見，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。自1928年狄拉克方程的‘負(fù)能量解’預(yù)示反物質(zhì)的存在以來，近一個世紀(jì)，科學(xué)家僅發(fā)現(xiàn)了6種反物質(zhì)（超）核�！�

RHIC能將重離子束加速至接近光速并使其對撞，在實(shí)驗(yàn)室中模擬宇宙早期大爆炸的狀態(tài)。這種對撞能產(chǎn)生幾萬億度的高溫火球，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)會逃離與正物質(zhì)湮滅的命運(yùn)，被環(huán)繞對撞點(diǎn)的探測器觀測到。

“非常幸運(yùn)地，我們觀測到了反超氫-4�！背鸷普f，反超氫-4由一個反質(zhì)子、兩個反中子和一個反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發(fā)生衰變。研究團(tuán)隊分析了共約66億個重離子碰撞事件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終獲得了約16個反超氫-4的信號。研究團(tuán)隊還進(jìn)一步測量了反超氫-4的壽命，并與其對應(yīng)的正粒子超氫-4比較，在測量精度范圍內(nèi)兩者壽命沒有明顯差異，再次驗(yàn)證了正反物質(zhì)性質(zhì)的對稱性。（記者齊芳）

分享讓更多人看到