科学家们创造了历史上最重的反物质原子

2024年08月24日00:13:05 科学 1078

一个国际科学家团队获得了地球上对撞机中产生的有史以来最重的反物质原子。反物质反超氢-4出现在布鲁克海文国家实验室的RHIC设施中。该研究由报告了这一成就的中国科学家领导。这是迈向新知识的一步,它将帮助人类在其发展中向前迈进。

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图片来源:中国近代物理研究所

对反物质的研究为寻找新的物理学或解释大爆炸后不久出现的物质与反物质比例的不平衡提供了方法。如果物质和反物质是相等的,或者如果它们完全相同,除了电荷的符号,那么宇宙就不会存在。随着能量的释放,物质和反物质将相互湮灭。与此同时,我们观察我们周围的物质宇宙,而反物质,如果它出现在自然界中,是极其罕见的。它主要在实验室中产生,包括对撞机中的粒子碰撞。

或者,有一种假设,即物质和反物质可能在性质上有所不同,而这些性质对于我们的设备来说仍然难以捉摸,而不仅仅是在电荷的极性上。因此,在对撞机上进行实验,研究各种物质中所有可用的反物质参数非常重要。在RHIC对撞机上产生反超氢-4的原子(原子核)就是这样的实验之一,这使得可以测量这种特定反物质的质量、能量和其他性质,以便与普通的超氢-4进行比较。

由于RHIC对撞机获得的反超氢-4原子由一个反质子,两个反中子和一个反超子组成。后者在实验中很少见(超子也是如此),但事实上,它们是反中子的稍重版本。Hyperons和antihyperons的寿命非常短,大约是十分之一纳秒。因此,在记录设备上无法检测到抗高氢-4原子核本身。但是有它们腐烂的痕迹(痕迹),从中可以恢复原始图片。

在 66 亿次碰撞中,只有 16 个抗超氢-4 原子核被确定下来。这并不多,但足以评估它们的特性。研究人员将继续进行实验,以收集有关这种反物质的更多数据 - 这是迄今为止在对撞机上获得的最重的数据。这将有助于检验我们的物理理论,如果我们能从反物质中学到一些新的和不寻常的东西,也许会为它们的发展指明一个新的方向。

注:太专业了

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