科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞
據(jù)歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)10日?qǐng)?bào)道，該機(jī)構(gòu)大型離子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)（ALICE）合作組科學(xué)家宣布，在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上探測(cè)到了超氦-4的反物質(zhì)反超氦-4的首個(gè)證據(jù)。這也是LHC迄今探測(cè)到的最重反物質(zhì)超核的首個(gè)證據(jù)。該成果為科學(xué)家進(jìn)一步揭示宇宙中正反物質(zhì)不對(duì)稱之謎提供了新線索。
LHC上進(jìn)行的重離子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，可創(chuàng)造出宇宙大爆炸后百萬(wàn)分之一秒時(shí)宇宙的“模樣”。那時(shí)，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(shí)驗(yàn)還會(huì)創(chuàng)造出新的原子核、超核以及它們對(duì)應(yīng)的反物質(zhì)。
夸克是科學(xué)家認(rèn)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(gè)或多個(gè)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(shí)候，螺旋徑跡探測(cè)器（STAR）合作組科學(xué)家報(bào)告稱，他們?cè)谖挥诿绹?guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)（RHIC）上，探測(cè)到了反超氫-4。它由一個(gè)反質(zhì)子、兩個(gè)反中子和一個(gè)反Lambda粒子（Λ，由一個(gè)上夸克、一個(gè)下夸克和一個(gè)奇異夸克組成）組成。
在最新研究中，ALICE合作組更進(jìn)一步，觀測(cè)到了反超氦-4的首個(gè)證據(jù)。反超氦-4由兩個(gè)反質(zhì)子、一個(gè)反中微子以及一個(gè)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(jī)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(hào)數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)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(jì)顯著性僅為3.5倍標(biāo)準(zhǔn)差，尚未達(dá)到宣稱某項(xiàng)研究為“發(fā)現(xiàn)”所需的5倍標(biāo)準(zhǔn)差，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開展進(jìn)一步搜索。
總編輯圈點(diǎn)：
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(diǎn)。然而，反物質(zhì)看不見、摸不著，怎么去研究？大型粒子對(duì)撞機(jī)正是深入認(rèn)識(shí)它們的重要工具。在高能物理實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家通過精確控制粒子對(duì)撞機(jī)的參數(shù)，“碰撞”出特定種類的反物質(zhì)粒子，并進(jìn)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(duì)宇宙的認(rèn)知方面，卻有望帶來飛躍性進(jìn)展。
