這是第一個(gè)反質(zhì)子—反質(zhì)子作用的直接測量”“是激動(dòng)人心的反質(zhì)子相互作用的新結(jié)果”,,幾位國際審稿專家如是評價(jià),。 據(jù)悉,這次對反物質(zhì)間相互作用的首次定量測量,,標(biāo)志著開啟了反物質(zhì)研究的新篇章,即從定性觀測到定量相互作用研究的跨越。對人們理解反物質(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量,。位于紐約長島的美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的相對論重離子對撞機(jī)(RHIC)利用兩束接近于光速的金核對撞,,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)于太陽中心25萬倍的極端高溫,。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,,通過反質(zhì)子—反質(zhì)子動(dòng)量關(guān)聯(lián)函數(shù)的測量,,扣除了通過其他粒子衰變過來的次級(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)子之間的庫倫排斥而結(jié)合成反物質(zhì)原子核�,!斑@項(xiàng)研究成為檢測正反物質(zhì)對稱性的又一種新的方式,。” 該研究對理解自然界中物質(zhì)—反物質(zhì)不對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)對稱性。因此,,要徹底解決正反物質(zhì)粒子產(chǎn)額不對稱的這個(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合作組是由來自12個(gè)國家的52家科研單位組成,,馬余剛是中國合作組召集人,,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,。 |