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欧核中心宣布在LHC上探测到反超氦-4的首个证据,为科学家揭示宇宙中正反物质不对称之谜提供新线索,同时展示了大型粒子对撞机在深入认识反物质方面的重要作用。

据欧洲核子研究中心(CERN)官网消息,该机构大型离子对撞机实验(ALICE)合作组科学家宣布,在大型强子对撞机(LHC)上成功探测到超氦-4的反物质——反超氦-4的首个证据。这一发现标志着LHC在探测反物质超核领域取得了重要突破,为科学家探索宇宙中正反物质不对称之谜提供了新的线索。

LHC上的重离子对撞实验模拟了宇宙大爆炸后百万分之一秒时的状态,创造出夸克—胶子等离子体,这些实验不仅有助于科学家了解宇宙起源,还创造了新的原子核、超核及其反物质。夸克作为基本粒子,无法再分割,而超核则由质子、中子和超子组成,其中超子是不稳定粒子,包含夸克。

今年早些时候,螺旋径迹探测器(STAR)合作组科学家在相对论重离子对撞机(RHIC)上探测到了反超氢-4。而在最新研究中,ALICE合作组则观测到了更重的反物质超核——反超氦-4的首个证据。反超氦-4由一个反质子、两个反中子以及一个反Lambda粒子组成。

这项成果基于ALICE合作组于2018年收集的铅—铅碰撞数据,科学家们采用先进的机器学习方法,研究了超氢-4、超氦-4及其反物质的信号数据,通过搜寻正反超氦-4衰变产生的粒子,回溯了其候选者。然而,最新结果的统计显著性仅为3.5倍标准差,尚未达到宣称“发现”所需的5倍标准差,因此研究团队计划继续深入搜索。

反物质作为宇宙中极为神秘的存在,一直是粒子物理科学家研究的焦点。大型粒子对撞机是深入认识反物质的重要工具,科学家通过精确控制粒子对撞机的参数,碰撞出特定种类的反物质粒子,并进一步研究其特性。尽管捕捉到的反物质粒子数量极其微量,但其在提升人类对宇宙的认知方面具有重要意义。

(文章来源:科技日报,图片来源于网络)