简介

反氦-4 - 简介(反氦-4 - 形成)

反氦-4 - 实验发现

反氦-4 - 发现影响

简介

科技日报原引美国物理学家组织网2011年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。

反氦-4 - 简介

科技日报原引美国物理学家组织网2011年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。

反氦-4 - 形成

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。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。

反氦-4 - 实验发现

两个接近光速的金原子核对撞，会模拟出宇宙诞生时的那一声“啼哭”——产生大约等量的正物质和反物质。科学家就在这不足万亿分之一秒的瞬间，在上万亿度的高温中，捕捉着各种反物质的蛛丝马迹。

“RHIC上的一对金核碰撞大约会产生500个粒子，通过筛选10亿次碰撞所产生的5000亿个粒子，我们探测到了18个反物质氦-4原子核的信号。”RHIC-螺旋管径迹探测器（STAR）国际合作组中国组负责人、中科院上海应用物理研究所马余刚研究员介绍，反物质的原子核由反质子、反中子构成，但其性质和正物质原子核相似。由于反物质存在时间很短，因此这些反物质粒子聚成稳定的原子核的几率非常小。

早在1995年，科学家就发现了最简单的反物质原子——一个反质子加上一个正电子构成的反氢原子。直到现在，科学家才找到了反氦-4——它由两个反质子和两个反中子组成，质量是质子的4倍。

这次发现反氦-4，主要得益于中国科学家所研制的大型飞行时间探测器。它为STAR提供了更清晰的“视力”，能精确区分出带电粒子的踪迹。STAR国际合作组发言人许怒研究员说，STAR中国合作组为在海量事件中捕捉到反氦-4作出了重要的贡献

反氦-4 - 发现影响

中科大陈宏芳教授说，可能在未来很长一段时间内，反氦-4都会保持“最重反物质”的桂冠。因为反氦-4需要4个反核子聚在一起，而下一个更重的反物质应该是反锂6，这就需要6个反核子聚集成一个原子核——其产生的可能性是反氦-4的百万分之一。“这需要将对撞机的能量大幅提高，或者把亮度增强上百万倍，而现在的加速器技术几乎不可能实现。”

为何科学家会对“最重反物质”如此着迷？其一是出于对宇宙婴儿期的好奇:为何当初成对产生的正反物质最终正物质占了绝对优势？为此，今年美国将向太空发射探测器，希望在宇宙中发现反氦-4的踪迹。其二是受到巨大能量的诱惑，根据爱因斯坦的质能方程，当正反物质相遇湮灭时，所有质量都在一瞬间转变为巨大能量，远远超过了核裂变、核聚变，而且不会存在核污染。

“反氦-4十分稳定，若不湮灭，原则上不衰变。”马余刚补充道，越重的原子湮灭时产生的能量越大，这种看似大海捞针的寻觅，或许会诞生人类未来的能源方案。