科學家們創造了歷史上最重的反物質原子

2024年08月24日00:13:05 科學 1078

一個國際科學家團隊獲得了地球上對撞機中產生的有史以來最重的反物質原子。反物質反超氫-4出現在布魯克海文國家實驗室的RHIC設施中。該研究由報告了這一成就的中國科學家領導。這是邁向新知識的一步,它將幫助人類在其發展中向前邁進。

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圖片來源:中國近代物理研究所

對反物質的研究為尋找新的物理學或解釋大爆炸後不久出現的物質與反物質比例的不平衡提供了方法。如果物質和反物質是相等的,或者如果它們完全相同,除了電荷的符號,那麼宇宙就不會存在。隨著能量的釋放,物質和反物質將相互湮滅。與此同時,我們觀察我們周圍的物質宇宙,而反物質,如果它出現在自然界中,是極其罕見的。它主要在實驗室中產生,包括對撞機中的粒子碰撞。

或者,有一種假設,即物質和反物質可能在性質上有所不同,而這些性質對於我們的設備來說仍然難以捉摸,而不僅僅是在電荷的極性上。因此,在對撞機上進行實驗,研究各種物質中所有可用的反物質參數非常重要。在RHIC對撞機上產生反超氫-4的原子(原子核)就是這樣的實驗之一,這使得可以測量這種特定反物質的質量、能量和其他性質,以便與普通的超氫-4進行比較。

由於RHIC對撞機獲得的反超氫-4原子由一個反質子,兩個反中子和一個反超子組成。後者在實驗中很少見(超子也是如此),但事實上,它們是反中子的稍重版本。Hyperons和antihyperons的壽命非常短,大約是十分之一納秒。因此,在記錄設備上無法檢測到抗高氫-4原子核本身。但是有它們腐爛的痕迹(痕迹),從中可以恢復原始圖片。

在 66 億次碰撞中,只有 16 個抗超氫-4 原子核被確定下來。這並不多,但足以評估它們的特性。研究人員將繼續進行實驗,以收集有關這種反物質的更多數據 - 這是迄今為止在對撞機上獲得的最重的數據。這將有助於檢驗我們的物理理論,如果我們能從反物質中學到一些新的和不尋常的東西,也許會為它們的發展指明一個新的方向。

註:太專業了

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