歐核中心首獲最重反物質超核證據

據歐洲核子研究中心（CERN，簡稱“歐核中心”）官網近日報道，該機構大型離子對撞機實驗（ALICE）合作組科學家宣布，在大型強子對撞機（LHC）上探測到了超氦-4的反物質反超氦-4的首個證據。這也是LHC迄今探測到的最重反物質超核的首個證據。該成果為科學家進一步揭示宇宙中正反物質不對稱之謎提供了新線索。

LHC上進行的重離子對撞實驗，可創造出宇宙大爆炸后百萬分之一秒時宇宙的“模樣”。那時，宇宙中充滿了夸克—膠子等離子體。除了幫助科學家了解宇宙起源外，這些實驗還會創造出新的原子核、超核以及它們對應的反物質。

夸克是科學家認為不能再分割的一種基本粒子。超核由質子、中子和超子形成。超子是包含一個或多個夸克的不穩定粒子。70多年前，科學家首次在宇宙射線中發現超核。自然界中存在的超核“鳳毛麟角”。

今年早些時候，螺旋徑跡探測器（STAR）合作組科學家報告稱，他們在位于美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機（RHIC）上，探測到了反超氫-4。它由一個反質子、兩個反中子和一個反Lambda粒子（Λ，由一個上夸克、一個下夸克和一個奇異夸克組成）組成。

在最新研究中，ALICE合作組更進一步，觀測到了反超氦-4的首個證據。反超氦-4由兩個反質子、一個反中微子以及一個反Lambda粒子組成。

最新結果基于ALICE合作組于2018年收集的鉛—鉛碰撞數據。借助一種優于傳統超核搜索技術的機器學習方法，科學家們研究了超氫-4、超氦-4及其反物質的信號數據。研究團隊通過搜尋正反超氦-4衰變產生的正反氫-3核、正反質子，以及帶電π介子，回溯了其候選者。

最新結果的統計顯著性僅為3.5倍標準差，尚未達到宣稱某項研究為“發現”所需的5倍標準差，研究團隊計劃開展進一步搜索。

作為宇宙中極為神秘的存在，反物質一直是粒子物理科學家探索的焦點。然而，反物質看不見、摸不著，怎么去研究？大型粒子對撞機正是深入認識它們的重要工具。在高能物理實驗中，科學家通過精確控制粒子對撞機的參數，“碰撞”出特定種類的反物質粒子，并進一步研究它們的各種特性。盡管通過這種方式捕捉的反物質粒子極其微量，然而其在提升人類對宇宙的認知方面，卻有望帶來飛躍性進展。