科技日報記者 劉霞

據(jù)歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)10日報道，該機構(gòu)大型離子對撞機實驗（ALICE）合作組科學(xué)家宣布，在大型強子對撞機（LHC）上探測到了超氦-4的反物質(zhì)反超氦-4的首個證據(jù)。這也是LHC迄今探測到的最重反物質(zhì)超核的首個證據(jù)。該成果為科學(xué)家進一步揭示宇宙中正反物質(zhì)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(chuàng)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(xué)家了解宇宙起源外，這些實驗還會創(chuàng)造出新的原子核、超核以及它們對應(yīng)的反物質(zhì)。

夸克是科學(xué)家認為不能再分割的一種基本粒子。超核由質(zhì)子、中子和超子形成。超子是包含一個或多個夸克的不穩(wěn)定粒子。70多年前，科學(xué)家首次在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)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(xué)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(zhì)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(jù)。反超氦-4由兩個反質(zhì)子、一個反中微子以及一個反Lambda粒子組成。

最新結(jié)果基于ALICE合作組于2018年收集的鉛—鉛碰撞數(shù)據(jù)。借助一種優(yōu)于傳統(tǒng)超核搜索技術(shù)的機器學(xué)習(xí)方法，科學(xué)家們研究了超氫-4、超氦-4及其反物質(zhì)的信號數(shù)據(jù)。研究團隊通過搜尋正反超氦-4衰變產(chǎn)生的正反氫-3核、正反質(zhì)子，以及帶電π介子，回溯了其候選者。

最新結(jié)果的統(tǒng)計顯著性僅為3.5倍標準差，尚未達到宣稱某項研究為“發(fā)現(xiàn)”所需的5倍標準差，研究團隊計劃開展進一步搜索。

總編輯圈點：

作為宇宙中極為神秘的存在，反物質(zhì)一直是粒子物理科學(xué)家探索的焦點。然而，反物質(zhì)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(xué)家通過精確控制粒子對撞機的參數(shù)，“碰撞”出特定種類的反物質(zhì)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(zhì)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。