什么是导致宇宙中正反物质数量差异的原因？为了解答这个问题，一种重要的思路是在实验室中制造并研究新的反物质的特性。

中国科学院最新宣布，该院近代物理研究所仇浩研究员团队等在参与 RHIC-STAR 国际合作实验研究中，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，这也是迄今为止实验上发现的最重的反物质超核。

反物质研究领域的这一重要发现及其相关成果论文，于北京时间 8 月 21 日晚间在国际著名学术期刊《自然》发表。

目前的物理学认为物质和反物质的性质是对称的，在宇宙诞生之初应该存在等量的正物质和反物质。某种未知的物理机制导致早期宇宙中正反物质数量极不平衡，在绝大部分正反物质湮灭后，仅约十亿分之一的正物质得以存活，构成今天的物质世界，并成为人类文明诞生和存在的根基。

反物质极为稀有，而由多个反重子进一步组合形成的反物质原子核和反物质超核（即包含 lambda 等超子的原子核），则更加难以产生。自 1928 年狄拉克方程的“负能量解”预示反物质的存在以来近一个世纪，科学家仅发现了六种反物质（超）核。

仇浩介绍说，此次最新发现的反超氢-4 是在相对论重离子碰撞实验中产生的。位于美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）能够将重离子束加速至接近光速并使其对撞，在实验室中模拟宇宙早期大爆炸的状态。这种对撞能产生几万亿摄氏度的高温火球，包含几乎等量的正物质与反物质。该火球迅速膨胀、冷却，使得一些反物质有机会逃离与正物质湮灭的命运，被环绕对撞点的 STAR 实验探测器观测到。

反超氢-4 由一个反质子、两个反中子和一个反 lambda 超子组成。由于包含不稳定的反 lambda 超子，反超氢-4 飞行仅几个厘米后就会发生衰变。研究团队分析了约 66 亿个重离子碰撞事件的实验数据，通过衰变产生的反氦-4 和π+ 介子逆向重建反超氢-4，最终获得了约 16 个反超氢-4 的信号。

研究团队还测量了反超氢-4 的寿命，并将其与其对应的正粒子超氢-4 比较，在测量精度范围内两者寿命没有显着差异，再次验证了正反物质性质的对称性。

科学家表示，反超氢-4 是目前观测到的最重的反物质超核，其发现和性质研究，让人们在反物质及正反物质对称性的探索上又迈出了重要一步。