中外科学家万幸捕获“反氦4”原子核

　　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）