请关闭浏览器的阅读/畅读/小说模式并且关闭广告屏蔽过滤功能,避免出现内容无法显示或者段落错乱。
反氦4:由多位华夏科学家参加的美国布鲁克海文国家实验室RHIC-STAR国际合作组探测到氦核的反物质粒子——反氦核。这种新型粒子又名反阿尔法粒子(α粒子),是迄今为止所能探测到的最重的反物质原子核。STAR国际合作组的该研究成果在线发表在《自然》(Nature)杂志。
位于纽约长岛的美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)利用两束接近于光速的金核对撞来模拟宇宙大爆炸,产生类似于早期宇宙的物质形态。这种剧烈的碰撞产生大约等量的夸克和反夸克物质,其中一部分稳定的反物质可以在与正物质湮灭之前在STAR探测器中留下清晰的信号。
STAR合作组是由来自12个国家的54家科研单位组成,其中STAR华夏合作组成员包括华夏科学院上海应用物理研究所、华夏科学技术大学、华夏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。由华夏国家自然科学基金委、科技部、华夏科学院与美国能源部共同出资研制,并于2009年安装在STAR探测器上的“大型飞行时间探测装置”(TOF),在反物质氦4的鉴别过程中发挥了关键作用。华美TOF合作项目联系人美国加州大学洛杉矶分校黄焕中教授说:“寻找反物质氦4和其他奇异物质是TOF项目立项的物理目标之一。我们不仅出色完成了硬件装置,而且此发现为实现TOF的物理目标开启了一个很好的开端。”
上海应用物理所研究员、STAR华夏合作组召集人马余刚说,华夏科学家队伍在这个重要的科学发现中作出了杰出的贡献。一方面,该发现依赖于华夏合作组研制的性能优异的大型飞行时间探测器;另一方面,该发现得益于布鲁克海文国家实验室的物理学家唐爱洪(文章投稿作者)带领的团队利用“高阶触发”技术,使得我们能够在海量的实验数据中实时挑选出含有反物质氦4的碰撞事例。在利用这个技术寻找反氦4的过程中,上海应用物理所博士生薛亮和近代物理所博士生仇浩等作出了突出的贡献。
国家自然科学基金委副主任沈文庆院士评价说,在人类寻找反物质的艰辛历程中,老一辈的华夏科学家在这个领域作出了许多杰出的工作,包括已故科学家赵忠尧院士在1930年观测到了由狄拉克预言的反电子迹象和王淦昌院士领导的研究小组在1960年发现了反西格马负超子等。这次STAR合作组的反氦4重要发现是继发现反物质超氚核后的又一具有重要里程碑意义的突破性进展,而在这两个重要的科学发现中我国的核物理学家队伍都起到了极为关键的作用,突显了基于大科学基础研究的国际合作的重要性。
反超氢-4:2024年8月21日,据华夏科学院近代物理研究所网站消息,华夏科学院近代物理研究所等机构的科研人员参与RHIC-STAR国际合作实验研究,首次在相对论重离子金金碰撞中观测到一种新的反物质超核——反超氢-4,这是迄今实验上发现的最重的反物质超核。相关成果于8月21日发表在《自然》杂志上。
时空扭曲效应:据国外媒体报道,英国华威大学的物理学家从星系旋转的角度入手,建立了一个涵盖整个星系时空模型,旨在解释粒子物理学中的一个突出的难题:为什么在宇宙诞生之初,物质和反物质可以共同存在于宇宙空间中。这个问题犹如一扇通往宇宙终极奥秘的大门,门的背后或许就隐藏着“上帝的秘密”。物理学家们设想了一个“纯洁”的宇宙:这个构想出来的宇宙中,所有的物理定律在宇宙中任何一个地方都能适用,具有极强的普适性。宇宙中粒子和反粒子的行为也同样按照相同的方式进行运动。
然而,近些年的粒子物理实验中发现,在物质和反物质的衰变中,K介子和B介子表现出显着的差异性。这就是被称为“电荷宇称不守恒”的一个证据,这个证据的发现对粒子物理学家而言,应该是个有些“尴尬”的现象,因为在弱相互作用下宇称不守恒的观点被提出后,物理学家由此推理出“电荷宇称守恒“(CP守恒)的观点,但是这个观点不能解释我们宇宙中物质为什么会存在的问题。也就是说,理论上宇宙诞生后产生的是相同的物质和反物质,我们也知道物质和反物质相遇会湮灭,如果按此推演,就不会有当前宇宙中的一切了。
英国华威大学物理学系的Mark Hadley博士相信其找到了一种可经得起检验的关于电荷宇称不守恒的证据,该证据不仅能保持宇称的奇偶性,而且还能使得电荷宇称不守恒的理论可以合理地解释在宇宙诞生之后物质与反物质之间的问题。
Hadley博士的论文已经发表在EPL(欧洲物理学快报)上,主要介绍了对于CP破坏(CP对称被破坏了)的一种源头,这个源头与克尔度量的不对称有关。其同时也认为:研究人员忽视了一个重要的效应,即我们星系的旋转对亚原子粒子的衰减会产生重大影响。
根据粒子物理学的观点,我们的宇宙在根本意义上就是不对称的,而且在弱相互作用中,有一个明显的左和右的不对称性,也有一个更小的CP对称破坏存在于K介子系统中。以上观点已经被体现在现有的粒子物理实验中,但是没有任何的解释。其中的一个可能的原因就是:我们银河系的自转的效应造成了我们时空的扭曲,这种扭曲程度足以影响到对实验结果的评定。而如果时空扭曲足以影响实验结果,那么可不可以在一定程度上认为我们的宇宙从根本上说是对称的呢。对于这个较为“奇异”的预测,欧洲核子研究中心已经在收集相关的数据,以证明星系的自转对结果的影响有多少。