重离子碰撞产生反超氢-4示意图

记者从中国科学院获悉，在近期由我国科研人员主导的一项国际合作研究中，团队在相对论重离子碰撞实验中观测到一种新的反物质超核——反超氢-4，这是迄今实验上发现的最重的反物质超核，有助于探索反物质及正反物质对称性的更多奥秘。

该研究由中国科学院近代物理研究所仇浩研究员团队主导完成，相关成果8月21日在国际学术期刊《自然》发表。

仇浩介绍，当前的物理学知识认为，物质和反物质的性质是对称的，在宇宙诞生之初应该存在等量的正物质和反物质。反物质是物质的“反状态”，当正反物质相遇时，双方就会相互湮灭抵消。幸运的是，某种神秘的物理机制导致了早期宇宙中正反物质数量极小的不对称，在绝大部分正反物质湮灭后，约百亿分之一的物质得以“存活”下来，构成了今天的物质世界。

正反物质性质对称的认知是否正确？是什么原因造成了宇宙中正反物质数量的差别？要回答这些问题，一个重要的思路是在实验室中制造新的反物质并研究它们的性质。

然而，反物质非常罕见，由若干反重子进一步组合形成的反物质原子核和反物质超核（即包含超子的原子核），则更加难以产生。此前，科学家仅发现了6种反物质原子核和反物质超核。

反超氢-4是研究团队在美国相对论重离子对撞机上开展的对撞实验中观测到的，由一个反质子、两个反中子和一个反Lambda超子组成。由于包含不稳定的反Lambda超子，反超氢-4飞行仅仅几个厘米后就会发生衰变。团队分析了共约66亿个重离子碰撞事件的实验数据，最终获得了约16个反超氢-4的信号。

团队还测量了反超氢-4的寿命，并与其对应的正粒子超氢-4比较，在测量精度范围内两者寿命没有明显差异，再次验证了正反物质性质的对称性。