Nachricht

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Forscher des Instituts für moderne Physik, der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und anderer Institutionen beteiligten sich an der internationalen experimentellen Gemeinschaftsforschung RHIC-STAR.Ein neuer Antimaterie-Superkern, Antihyperhydrogen-4, wurde zum ersten Mal bei einer relativistischen Schwerionen-Gold-Gold-Kollision beobachtet. Dies ist der schwerste Antimaterie-Superkern, der bisher experimentell entdeckt wurde. Am 21. August wurden entsprechende Forschungsergebnisse in Nature veröffentlicht.

Aktuelle Erkenntnisse der Physik gehen davon aus, dass die Eigenschaften von Materie und Antimaterie symmetrisch sind und dass zu Beginn des Universums gleiche Mengen an Materie und Antimaterie existiert haben müssten. Glücklicherweise verursachte ein bestimmter mysteriöser physikalischer Mechanismus die Asymmetrie in der sehr geringen Menge an Materie und Antimaterie im frühen Universum. Nachdem der größte Teil der Materie und Antimaterie vernichtet worden war, überlebte etwa ein Zehntel eines Milliardstels der Materie und bildete die heutige Materiewelt werden zur Grundlage für die Geburt und Existenz der menschlichen Zivilisation. Was verursacht den Unterschied in der Menge an Materie und Antimaterie im Universum? Um diese Frage zu beantworten, besteht eine wichtige Idee darin, im Labor neue Antimaterie zu erzeugen und ihre Eigenschaften zu untersuchen.

Antimaterie ist sehr selten, und Antimateriekerne und Antimaterie-Superkerne (also Kerne, die Hyperonen wie Lambda enthalten), die durch die weitere Kombination mehrerer Antibaryonen entstehen, sind noch schwieriger herzustellen. Da die „negative Energielösung“ der Dirac-Gleichung 1928 die Existenz von Antimaterie vorhersagte,Wissenschaftler haben im vergangenen Jahrhundert nur sechs Arten von Antimaterie-(Super-)Kernen entdeckt。

Das dieses Mal entdeckte Anti-Superwasserstoff-4 wurde in einem relativistischen Schwerionenkollisionsexperiment hergestellt. Der Relativistic Heavy Ion Collider am Brookhaven National Laboratory in den USA kann Schwerionenstrahlen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und kollidieren lassen und so den Zustand des Urknalls im frühen Universum im Labor simulieren. Diese Kollision kann einen mehrere Billionen Grad heißen Feuerball mit hoher Temperatur erzeugen, der nahezu gleiche Mengen an Materie und Antimaterie enthält. Der Feuerball dehnte sich schnell aus und kühlte ab, wodurch etwas Antimaterie eine Chance hatte, dem Schicksal der Vernichtung durch positive Materie zu entgehen. Er wurde vom experimentellen STAR-Detektor beobachtet, der die Kollisionsstelle umkreiste.

Antihyperhydrogen-4 besteht aus einem Antiproton, zwei Antineutronen und einem Antihyperon. Da es instabile Anti-Lambda-Hyperonen enthält, zerfällt Anti-H-4 bereits nach wenigen Zentimetern Flug.Die Studie analysierte experimentelle Daten von etwa 6,6 Milliarden Schwerionenkollisionen, bei denen durch den Zerfall Antihelium-4 und π entstanden⁺Das Meson rekonstruierte Anti-Superwasserstoff-4 umgekehrt und erhielt etwa 16 Anti-Superwasserstoff-4-Signale.。

▲Antihelium-4 und π⁺Antihyperwasserstoff-4-Signal im Meson-Konstantmassenspektrum

Das Team maß auch die Lebensdauer von Anti-H-4 und verglich es mit seinem Gegenstück Positron-4. Untersuchungen zeigen, dass es im Bereich der Messgenauigkeit keinen signifikanten Unterschied in der Lebensdauer der beiden gibt.Erneut wurde die Symmetrie der Eigenschaften von Materie und Antimaterie bestätigt。

Antihyperhydrogen-4 ist der schwerste Antimaterie-Superkern, der derzeit von Wissenschaftlern beobachtet wird.. Seine Entdeckung und Untersuchung seiner Eigenschaften haben es Wissenschaftlern ermöglicht, einen wichtigen Schritt bei der Erforschung der Antimaterie und der Symmetrie von Materie und Antimaterie zu machen.

▲Schwerionenkollision erzeugt Antimaterie Superwasserstoff-4

STAR ist eine große internationale experimentelle Kooperationsgruppe zu RHIC, bestehend aus mehr als 700 Forschern aus 74 Einheiten in 14 Ländern.

Die Arbeit wurde vom Team von Qiu Hao, einem Forscher am Institut für moderne Physik, geleitet. Das wissenschaftliche Forschungsteam der University of Science and Technology of China hat Beiträge zur Technologie zur Rekonstruktion von Zerfallspartikeln und zu Effizienzberechnungen geleistet. Die Forschungsarbeit wird von der National Natural Science Foundation of China, dem Strategic Priority Science and Technology Project der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der stabilen Unterstützung des Jugendteamplans der Chinesischen Akademie der Wissenschaften für Grundlagenforschung unterstützt.