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中外科学家万幸捕获“反氦4”原子核

2011年04月25日 09:41 来源:解放日报 参与互动(0)  【字体:↑大 ↓小

  宇宙大爆炸之初曾产生等量的物质和反物质,可现今所能观测到的宇宙几乎都由物质构成——反物质去哪儿了?人类80年前证实存在带有正电的“反电子”,此后陆续在微观世界中观测到各种与“正物质”相反的基本结构单元,而在北京时间今天凌晨发行的国际顶尖学刊《自然》杂志上,中外科学家宣告发现迄今为止最重的反物质——“反氦4”原子核。这被认为是寻找反物质路上的重要里程碑,因为在未来很长一段时间内,几乎不可能发现更大质量的反物质原子核。

  在位于纽约长岛的美国布鲁克海文国家实验室,有一台“相对论重离子对撞机”。在对撞机上,研究人员让两束接近于光速的金原子核进行对撞,模拟极小尺度内的“宇宙大爆炸”,造成与宇宙演化之初相似的物质形态。这种剧烈的微观对撞,产生大约等量的正反物质,其中一部分相对稳定的反物质,在与“正物质”相互湮灭之前,通过一个名为“STAR”的探测器,留下了清晰的信号证据。

  “STAR”国际合作组由来自12个国家的54个科研单位组成,其中中国合作组成员包括中国科学院上海应用物理研究所、中国科学技术大学、中国科学院近代物理研究所、清华大学、华中师范大学、山东大学等。各国科学家从整整10亿次碰撞事例中,筛选了由此产生的5000亿个带电粒子,并凭借中国科学家主持研制的“大型飞行时间探测装置(TOF)”,最终十分万幸地探测到了18个反物质氦4原子核的信号。

  这种“反氦4”原子核包含2个反质子和2个反中子,这与自然界中普遍存在的“氦4”完全相反。在元素周期表上,2号元素氦排在1号元素氢之后,氦的原子量是4,而最小的氢原子量只是1。相比去年欧洲核子研究中心捕获的多个反氢原子,这些“反氦4”很可能是今后长时期内所能测得的最重反物质原子核。据预测,产生下一个更重的稳定反物质原子核,可能性仅仅为“反氦4”的百万分之一,以现有的加速对撞器技术几无实现可能。

  中科院上海应用物理所研究员、“STAR”中国合作组召集人马余刚说,我国核物理学家在这一重要科学发现中作出了杰出贡献,此项成果不仅得益于性能优异的大型飞行时间探测装置,也得益于论文投稿作者、布鲁克海文国家实验室唐爱洪及我国青年科学家采用的 “高阶触发”技术,因为只有这样才能在高能“对对碰”的海量数据中,实时鉴别出含有“反氦4”的对撞事例。

(记者 徐瑞哲)

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【编辑:宋亚芬】
 
直隶巴人的原贴:
我国实施高温补贴政策已有年头了,但是多地标准已数年未涨,高温津贴落实遭遇尴尬。
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