科學(xué)家首次測(cè)量到反物質(zhì)間作用力

寂靜天花板

這是第一個(gè)反質(zhì)子—反質(zhì)子作用的直接測(cè)量”“是激動(dòng)人心的反質(zhì)子相互作用的新結(jié)果”，幾位國(guó)際審稿專家如是評(píng)價(jià)。

據(jù)悉，這次對(duì)反物質(zhì)間相互作用的首次定量測(cè)量，標(biāo)志著開啟了反物質(zhì)研究的新篇章，即從定性觀測(cè)到定量相互作用研究的跨越。對(duì)人們理解反物質(zhì)的形成機(jī)制起到關(guān)鍵的作用。

在通常的環(huán)境下，反物質(zhì)的產(chǎn)額極為稀少，在此之前一直未有實(shí)驗(yàn)涉及反物質(zhì)間相互作用力的定量測(cè)量。位于紐約長(zhǎng)島的美國(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）利用兩束接近于光速的金核對(duì)撞，模擬了宇宙大爆炸，產(chǎn)生了類似宇宙大爆炸之后數(shù)微秒時(shí)刻的物質(zhì)形態(tài)。這種物質(zhì)是由基本粒子，即夸克、膠子組成的等離子體新物質(zhì)形態(tài)，它具有大約相當(dāng)于太陽(yáng)中心25萬(wàn)倍的極端高溫。然后夸克—膠子等離子體迅速冷卻產(chǎn)生了大約等量的質(zhì)子與反質(zhì)子，這為研究反質(zhì)子間的相互作用提供了極佳的機(jī)會(huì)。這種相互作用力使得核子或者反核子能夠相結(jié)合成原子核或者反物質(zhì)原子核，研究最簡(jiǎn)單的反質(zhì)子之間的相互作用力可以為以后研究更為復(fù)雜的反物質(zhì)原子核間的相互作用提供決定性的基礎(chǔ)。

研究人員利用金原子核—金核碰撞中產(chǎn)生的豐富的反質(zhì)子，通過(guò)反質(zhì)子—反質(zhì)子動(dòng)量關(guān)聯(lián)函數(shù)的測(cè)量，扣除了通過(guò)其他粒子衰變過(guò)來(lái)的次級(jí)反質(zhì)子與其他反粒子關(guān)聯(lián)的污染，精確地構(gòu)建了反質(zhì)子-反質(zhì)子關(guān)聯(lián)函數(shù)。然后研究結(jié)合量子多粒子關(guān)聯(lián)理論，提取出反質(zhì)子—反質(zhì)子的有效力程和散射振幅這兩個(gè)基本作用參數(shù)。研究表明，在實(shí)驗(yàn)精度內(nèi)，反物質(zhì)間的相互作用與正物質(zhì)并沒(méi)有差別。

馬余剛表示，反質(zhì)子—反質(zhì)子之間的強(qiáng)相互作用存在著吸引，它們可以克服由于同號(hào)（負(fù)電荷）的反質(zhì)子—反質(zhì)子之間的庫(kù)倫排斥而結(jié)合成反物質(zhì)原子核�！斑@項(xiàng)研究成為檢測(cè)正反物質(zhì)對(duì)稱性的又一種新的方式�！�

該研究對(duì)理解自然界中物質(zhì)—反物質(zhì)不對(duì)稱性提供了新的基礎(chǔ)。我們的周圍充滿了普通物質(zhì)，而反物質(zhì)卻非常稀少，這是一直以來(lái)困擾人類的一個(gè)難題。在宇宙大爆炸初期，夸克、反夸克是成對(duì)產(chǎn)生的，然后演化到現(xiàn)在，在物質(zhì)空間缺失了數(shù)量上的對(duì)稱性。而這項(xiàng)研究又指出，反物質(zhì)之間的作用與正物質(zhì)作用是對(duì)稱的。在相互作用的層次上，反物質(zhì)作用仍然滿足電荷共軛—宇稱—時(shí)間反演（CPT）對(duì)稱性。因此，要徹底解決正反物質(zhì)粒子產(chǎn)額不對(duì)稱的這個(gè)難題，需要科學(xué)家全面地研究正反物質(zhì)的產(chǎn)生、相互作用及其演化機(jī)制。因此，反物質(zhì)的研究有著廣闊的前景。

STAR合作組是由來(lái)自12個(gè)國(guó)家的52家科研單位組成，馬余剛是中國(guó)合作組召集人，中方成員單位包括中科院上海應(yīng)用物理研究所、中國(guó)科技大學(xué)、華中師大、清華大學(xué)、山東大學(xué)、中科院近代物理研究所等。

小老任

太高大上了！

wl7263920

假若宇宙是先爆炸，再壓縮，再爆炸，再壓縮，那么文明就是產(chǎn)生，滅絕，產(chǎn)生，滅絕，我發(fā)現(xiàn)宇宙好無(wú)聊的

冷水黃金

我一直在進(jìn)行這方面研究

HYFJY

弄不懂這些，也不見(jiàn)得就是高大尚，各人有各人的工作，任務(wù)。做高能物理研究的人，這就是他們的本職工作，