我國(guó)科學(xué)家成功發(fā)現(xiàn)第一個(gè)反物質(zhì)超核
近日,中科院上海應(yīng)用物理所核物理研究室馬余剛課題組在相對(duì)論重離子碰撞的研究上取得了突破性進(jìn)展。該課題組陳金輝博士與美國(guó)布魯克海文實(shí)驗(yàn)室(BNL)許長(zhǎng)補(bǔ)研究員及其他STAR合作組的科學(xué)家合作,在BNL的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC,Relativistic Heavy Ion Collider)上通過(guò)反氦3和 π介子衰變道,探測(cè)到第一個(gè)反超核——反超氚核(如上圖所示)。它是一個(gè)由反Λ超子和一個(gè)反質(zhì)子、反中子聚合形成的束縛態(tài),質(zhì)量為 2.991±0.001±0.002 GeV,壽命在200 皮秒左右,和自由反Λ超子的壽命相當(dāng)。這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最重的反物質(zhì)原子核,也是第一個(gè)含有反奇異夸克的反物質(zhì)原子核。 ![]() [ 上圖:從末端(左)和側(cè)面(右)看到的反超氚核事件在STAR實(shí)驗(yàn)組的主探測(cè)器(時(shí)間投影室)中的飛行 軌跡。該研究分析了將近一億個(gè)質(zhì)心能量為每核子200 GeV金核+金核碰撞事件,從中找到了將近70個(gè)事件。] 對(duì)于該發(fā)現(xiàn)的意義,德國(guó)亥姆霍茲國(guó)家研 究中心聯(lián)合會(huì)副主席,資深理論物理學(xué)家Horst Stoecker教授評(píng)價(jià)說(shuō):“This experimental discovery may have unprecedented consequence for our view of the world. Anti-hypertriton pushes open the door to new dimensions in the nuclear chart: from the normal matter to the antimatter world and to the world of anti-hyper-matter – just a few years ago this would have been viewed as impossible.” (這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)我們了解物質(zhì)可能會(huì)有前所未有的幫助。反超氚的發(fā)現(xiàn)打開了核素圖新維數(shù)的大門:從常規(guī)物質(zhì)世界到 反物質(zhì)和反超核物質(zhì)世界。即便在幾年前, 這都被認(rèn)為是不可能辦到的實(shí)驗(yàn)。) 在三維核素圖(下圖)中,x軸是中子數(shù)(N),y軸是質(zhì)子數(shù)(Z),元素周期表就是通過(guò)N-Z來(lái)排列的;Z軸是奇異數(shù)(S),對(duì)于自然界中的普通物質(zhì)來(lái) 說(shuō),它們不帶奇異性(S=0)。不過(guò),科學(xué)家相信,在中子星,超新星等奇異物質(zhì)中,可能含有豐富的奇異物質(zhì),因此,奇異物質(zhì)的研究能夠加深我們對(duì)天體物理 的認(rèn)識(shí)。反物質(zhì)處于這個(gè)圖表的負(fù)方向(N<0,Z<0),新發(fā)現(xiàn)的反超氚核,則打開了研究反奇異反核物質(zhì)的先河。 ![]() |