相对论性重离子对撞机的STAR探测器发现了迄今为止最重的反物质，被称之为“反超氚”。（图片提供：Brookhaven National Laboratory）

　　新浪环球地理讯 北京时间2月25日消息，据国家地理杂志网站报道，美国科学家上周宣布，在长岛上演的一次微型“大爆炸”创造了一种新型反物质。这种新发现的粒子被称之为“反超氚”(antihypertriton)，是迄今为止发现的最重的反物质。此外，反超氚也是第一个含有所谓反奇夸克的粒子，也因此被排在元素周期表的一个新平面内。

　　2010年春季，科学家借助纽约布克海文国家实验室的相对论性重离子对撞机(以下简称RHIC)发现了这种新型反物质。在对撞机内，重离子——剥离电子的原子——以接近光速的速度相撞，分解成构成重离子的各种粒子。在金离子对撞10万次之后，研究人员从粒子“瓦砾”中发现了大约70个反超氚。这种粒子比此前的纪录保持者反氦重大约重200毫电子伏。

　　RHIC研究员许长补(Zhangbu Xu，音译)表示：“人们认为我们是一群奇怪的家伙，因为所有人都希望将手中的东西变成金子，而我们却将金子变成怪异的反物质。”正常原子的原子核由被称之为“质子”和“中子”的亚原子微粒构成，质子和中子则由更小的粒子——夸克和胶子构成。构成反物质核的反粒子质量与正常粒子质量相同，但所带电荷和磁性相反。

　　大爆炸形成了相同数量的物质和反物质。大量物质的引力作用防止这些粒子扩散。如果在微小的空间内反物质和物质相撞并湮灭对方，最后将完全转换成能量。令物理学家感到疑惑的是，反物质和物质碰撞湮没过程中为何会有幸存者，当前宇宙中物质的数量为何远远超过反物质。在实验室模拟大爆炸是帮助科学家揭开这些谜团的一种重要途径。

　　许长补表示，当粒子以惊人速度在RHIC发生相撞时，便会形成“夸克和胶子汤”。随着夸克和胶子汤的冷却——在瞬间内完成——这些基本粒子形成超氚和反超氚等更大粒子。科学家认为这就是大爆炸后瞬间发生的事情。在18日于华盛顿特区举行的美国科学促进协会会议上，许长补公布了他们的研究发现。

　　发现反超氚让物理学家陷入极大兴奋之中，因为它位于3D版元素周期表的平面下方。在这张人们熟悉的平面元素周期表中，科学家按照原子所含质子数量(代表质量)排列元素。粒子物理学家则根据中子和所谓的奇夸克的数量进一步绘制元素周期表，质子或者中子并不含有奇夸克。一些正常的氢、氦和锂原子含有奇夸克，被排列在元素周期表平面的上方。反超氚是所发现的第一种含有反奇夸克的反物质粒子，因此被排在这个平面的下方。

　　牛津大学物理学家、《反物质》一书作者弗兰克•克洛斯表示，现在尚不清楚发现反超氚对物理学研究将产生怎样的实际影响。他指出：“形象地说，寻找新粒子就像集邮。总有一些邮票比其他邮票更让人感到兴奋。发现这一粒子证实了我们普遍认同的想法——反物质的确存在，数量与物质一样。”对于“宇宙中的反物质数量为何少得可怜？”这个问题，这一发现并未给我们提供任何有用的线索。

　　虽然发现新反物质反超氚的消息最近才浮出水面，但早在2010年3月4日，网络版《科学快报》杂志刊登的一篇论文便已首次对这种反物质进行描述。在此之后，RHIC研究组又进行了更多次原子撞击实验。现在，许长补及其同事仍对新获取的数据进行分析，希望能够发现更多奇异粒子。值得一提的是，对撞过程中除了形成反超氚外，同时还形成了2000多个反氦-3核，它是另一种罕见的反粒子。许长补说：“RHIC就是一台专门发现反物质的机器。” (秋凌)

在“奋进”号航天飞机即将发射之前，工程师们正在对反物质太空磁谱仪实施最后的检测

艺术构想图：安装于国际空间站上的反物质太空磁谱仪

反物质太空磁谱仪项目首席科学家丁肇中（右）和“奋进”号航天飞机指令长马克-凯利（左）

　　美国宇航局“奋进”号航天飞机将于4月29日发射升空前往国际空间站，完成最后一次飞行任务。随同“奋进”号航天飞机升空的还有一个重要的实验设备--“反物质太空磁谱仪”。这一先进的实验设备将在太空轨道上完成搜寻反物质星系和暗物质迹象等重要任务。

　　据科学家介绍，反物质太空磁谱仪重约6900多公斤，造价约为20亿美元。该设备将装备于国际空间站，主要用于搜索宇宙射线以及来自外太空的高能带电粒子。反物质太空磁谱仪将采用一个重约1900公斤的磁铁来产生一个强大的均匀磁场，该磁场比地球磁场要强3000多倍。磁场可以折射宇宙射线，从而探测器能够分析出宇宙射线的各种属性，如电荷、速率等。

　　在2003年“哥伦比亚”号航天飞机失事后，美国宇航局最初决定反物质太空磁谱仪升空计划取消。后来，在科学家们的大力游说下，反物质太空磁谱仪任务得以恢复。去年，科学家们替换了反物质太空磁谱仪上的磁铁，并重新装上了更大体积的磁铁，从而大大延长了反物质太空磁谱仪的使用寿命，使其可以一直服役至2020年，这也是国际空间站的预期寿命。

　　诺贝尔奖得主、美国宇航局反物质太空磁谱仪项目首席科学家丁肇中介绍说，“这一项目已开展了17年，共有16个国家600多名物理学家参与其中，这已成为一个重要国际合作项目。我们已经反复检测过多次以确保它能够正常工作。现在我们只在等待它的发射升空。”

　　搜寻宇宙射线和反物质

　　宇宙射线所携带的能量比任何人工粒子加速器能够产生的能量要高出数百万倍。因此，它们能够揭示出宇宙奥秘的点点滴滴，这是地球上任何实验都无法取得的成果。科学家们希望，通过分析宇宙射线，反物质太空磁谱仪能够解决大量现有最困惑的科学难题，如反物质星系是否存在，暗物质究竟是由什么组成的等。

　　在物理学领域中，一个最困惑的谜团就是已知宇宙中的物质与反物质问题。如果反物质太空磁谱仪能够探测到反氦或更重的反物质元素，那么这将是反物质星系存在的强有力证据。反物质星系可能就是由大量的反物质恒星组成。

　　物理学的另一大谜团就是暗物质问题。对于这种看不见、而且至今仍未确认事物的属性，科学家们仍然知之甚少，他们只能通过引力效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。对于暗物质，一个最主要的候选者就是一种被称为“中性子”的粒子。如果中性子确实存在，当它们相互碰撞时，就会释放出大量的高能反电子，这种高能反电子就是反物质太空磁谱仪所要探测的对象。

　　丁肇中表示，“在长期研究宇宙射线的过程中，这将是第一次以极高的精确度去完成探测任务。因此我们进入了一个新的领域，但我们确实不知道将会发现什么。”

　　造价20亿美元的设备

　　反物质太空磁谱仪最初是由丁肇中于1994年提出设计构想。该设备的目标就是在太空中研究宇宙射线，因为地球上的大气层是研究工作的主要障碍。丁肇中介绍说，“在太空中，有两种类型的粒子，一种是没带电荷的，也就是光线和微中子。在过去一个世纪中，我们对太空的理解主要基于太空中和地面上大量望远镜的观测数据。对于宇宙射线之类的带电粒子，由于它们带有电荷，因此它们肯定有质量。因为有质量，所以它们肯定会被地球大气层吸收。因此，必须要到太空中观测它们。”

　　研究带电粒子上的电荷，需要一个磁铁。根据最初设计方案，反物质太空磁谱仪上安装的是一个超导磁铁，使用寿命为三年，直至冷却用的液态氦耗尽为止。丁肇中解释说，“当我们在一个模拟太空环境的热真空容器中测试这种超导磁铁时，发现它只能维持三年时间，否则就必须重新充液态氦。如果没有航天飞机，根本没法完成这一任务。因此，超导磁铁被取消。”科学家们决定使用永久性磁铁。不过永久性磁铁比超导磁铁要弱，因此敏感度也要降低30%。(彬彬)

     自20世纪开始，天文学家普遍认为，宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度不断加快。现有被科学界广泛接受的模型认为，造成这种加速膨胀的推动力是神秘莫测的、占据宇宙能量密度73%的暗能量。但据美国物理学家组织网4月18日报道，意大利科学家最近指出，宇宙膨胀可能源于物质和反物质之间的关系，物质和反物质间重力相互排斥创造出的“反重力”才是造成宇宙加速膨胀的“幕后推手”。
 

　　意大利托里诺天文台的科学家玛西莫·维拉塔用两个重要的假设开始了这项研究。首先，他假设物质与反物质的质量和能量密度都为正值。一般而言，粒子的重力仅由其质量决定，质量为正值表明该粒子的重力将会吸引其他粒子。根据维拉塔的假设，这种情况对反粒子也同样适用。于是，在重力的影响下，粒子之间和反粒子之间分别会形成引力。那么粒子和反粒子之间存在什么力呢？
 

　　为了解决这个问题，维拉塔引入了第二个假设——广义相对论是CPT（电荷—宇称—时间）守恒。这意味着，统治时空中普通场内普通物质粒子的法则同样适用于其他情境。也就是把粒子（电荷C）、左与右（宇称P）、过去与未来（时间T）反转，让其成为自己的“反物质”，这些法则也适用。当你将一个粒子或者该粒子所在场的电荷、宇称和时间的相对论等式进行颠倒，在重力方面的结果是符号出现了变化，这意味着，物质和反物质之间存在所谓的反重力。
 

　　维拉塔引用苹果“砸中”牛顿的头部这个奇特有趣的例子进行了说明。维拉塔说，如果一个反苹果砸在一个反地球上，这两者会相互吸引，反苹果会砸在反牛顿的头部，然而，反苹果不可能落在我们居住的地球上，因为这个地球上都是我们常见的物质。相反，因为重力符号出现的变化，反苹果会远离地球。换句话说，如果广义相对论是CPT守恒，那么，反重力将导致粒子和反粒子之间相互排斥，维拉塔表示，从更大规模上来说，物质和反物质之间强大的排斥力使宇宙不断膨胀。
 

　　维拉塔认为，反物质和物质之间相隔遥远，反物质隐藏在星系团之间广袤无垠的空白处。科学家认为，这些空白处源于原生密度场内微小的负波动，而且，这些地方似乎确实存在着某种反重力，排斥所有远离它们的物质。当然，至于天文学家为何迄今仍没有在这些空白处看到任何反物质还是一个未解之谜。用维拉塔的话来说就是，“可能不止一个答案”。该研究发表在本月出版的《欧洲物理快报》上。（刘霞）

近期在微型“宇宙大爆炸”实验形成了一种新类型的反物质，并且这是迄今发现最重的反物质
 

　　科学家在纽约布克海文国家实验室使用相对论重离子对撞机(RHIC)时形成这种新型反物质，该对撞机以光速释放重离子(移除电子的原子)，结果使这些原子分解成微粒成份。
 

　　科学家将该物质称为“反超氚(antihypertriton)”，这是目前探测到最重的反物质，也是包含反奇夸克(antistrange quark)的第一种类型微粒，该物质现成为元素周期表中一种新物质。据悉，科学家在纽约布克海文国家实验室使用相对论重离子对撞机(RHIC)时形成这 种新型反物质，该对撞机以光速释放重离子(移除电子的原子)，结果使这些原子分解成微粒成份。
 

　　当金离子碰撞达到十万次以上，研究人员从微粒“瓦砾”中筛选出大约70个反超氚，这些微粒的质量大约为200毫电伏，这比之前纪录的任何反氦微 粒的质量都大。在粒子物理中习惯用能量来表示质量。相对论重离子对撞机研究员许长补(Zhangbu Xu)说：“人们会非常不理解我们，这是因为任何人都希望将其它物质转变成为金子，而我们却是将金子转变为奇特的反物质。”
 

　　该原子内核是由叫做质子和中子的次原子微粒构成，它们将转变为叫做夸克和胶子的更小微粒。相比之下，由微粒构成的反物质核与它们具有相同质量， 却具有相反的电性和磁性。起初，宇宙大爆炸形成相同数量的物质和反物质，但是大量的物质的引力作用使这些微粒避免扩散，在微小的空间里，反物质和物质彼此 碰撞和消灭，转变成纯净的能量。
 

　　目前，物理学家仍置疑为什么反物质和物质碰撞湮没过程中会有残留，以及为什么现今宇宙中物质会比反物质的数量更多。在实验室里模拟较小等级的宇宙大爆炸是科学家试图揭开其中奥秘的一种方法。
 

　　许长补在上周五华盛顿召开的美国科学促进协会会议上阐述了这项最新研究，他指出，相对论重离子对撞机以令人难以置信的快速彼此碰撞，过程中形成 “夸克和胶子汤”。这种夸克和胶子汤的冷却仅在瞬间完成，这些基本粒子形成超氚和反超氚，科学家认为这是在“大爆炸”之后瞬间形成的。(悠悠)

　　据国外媒体报道，本周科学家宣称，近期在微型“宇宙大爆炸”实验形成了一种新类型的反物质，并且这是迄今发现最重的反物质。

近期在微型“宇宙大爆炸”实验形成了一种新类型的反物质，并且这是迄今发现最重的反物质

　　科学家在纽约布克海文国家实验室使用相对论重离子对撞机(RHIC)时形成这种新型反物质，该对撞机以光速释放重离子(移除电子的原子)，结果使这些原子分解成微粒成份。

　　科学家将该物质称为“反超氚(antihypertriton)”，这是目前探测到最重的反物质，也是包含反奇夸克(antistrange quark)的第一种类型微粒，该物质现成为元素周期表中一种新物质。据悉，科学家在纽约布克海文国家实验室使用相对论重离子对撞机(RHIC)时形成这 种新型反物质，该对撞机以光速释放重离子(移除电子的原子)，结果使这些原子分解成微粒成份。

　　当金离子碰撞达到十万次以上，研究人员从微粒“瓦砾”中筛选出大约70个反超氚，这些微粒的质量大约为200毫电伏，这比之前纪录的任何反氦微 粒的质量都大。在粒子物理中习惯用能量来表示质量。相对论重离子对撞机研究员许长补(Zhangbu Xu)说：“人们会非常不理解我们，这是因为任何人都希望将其它物质转变成为金子，而我们却是将金子转变为奇特的反物质。”

　　该原子内核是由叫做质子和中子的次原子微粒构成，它们将转变为叫做夸克和胶子的更小微粒。相比之下，由微粒构成的反物质核与它们具有相同质量， 却具有相反的电性和磁性。起初，宇宙大爆炸形成相同数量的物质和反物质，但是大量的物质的引力作用使这些微粒避免扩散，在微小的空间里，反物质和物质彼此碰撞和消灭，转变成纯净的能量。

　　目前，物理学家仍置疑为什么反物质和物质碰撞湮没过程中会有残留，以及为什么现今宇宙中物质会比反物质的数量更多。在实验室里模拟较小等级的宇宙大爆炸是科学家试图揭开其中奥秘的一种方法。

　　许长补在上周五华盛顿召开的美国科学促进协会会议上阐述了这项最新研究，他指出，相对论重离子对撞机以令人难以置信的快速彼此碰撞，过程中形成 “夸克和胶子汤”。这种夸克和胶子汤的冷却仅在瞬间完成，这些基本粒子形成超氚和反超氚，科学家认为这是在“大爆炸”之后瞬间形成的。(悠悠)