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中國科學院近代物理研究所等研究機構的科學家通過參與一項國際合作研究，在美國相對論重離子對撞機上開展的對撞實驗中觀測到了一種新的名為“反超氫-4”的反物質超核，這一發現使人類在反物質研究方面又進了一步！ 自1928年著名物理學家狄拉克在理論上預示反物質的存在以來，科學家迄今僅發現6種反物質超核和反物質原子核，而“反超氫-4”是科學家在實驗室中發現的迄今最重的反物質超核。  反物質是一種與普通物質相對應的物質形態。普通物質由粒子構成，而反物質則由反粒子構成。反粒子具有與普通粒子相同的質量，但電荷、磁矩等性質相反。目前已知的絕大部分基本粒子都有對應的反粒子存在。  對于粒子概念，許多人可能不清楚，這里簡單科普一下。構成物質的基本粒子可以分為夸克、輕子和傳播子這三大類。若干個夸克可構成強子這類復合粒子。強子種類繁多，除了重子和介子，還存在四夸克態、五夸克態等類型。重子是由三個夸克組成的強子；介子則是由一個夸克和一個反夸克組成的強子，如π介子、K介子等。  其中，重子又可分為核子和超子。核子就只有兩種粒子，質子和中子，可以形成原子核；超子是含有奇夸克的重子，質量比核子更重，如Λ超子、Σ超子等。超子壽命很短，可以在原子核中短暫存在，一般不能單獨構成原子核。 科學家新發現的反超氫-4由一個反質子、兩個反中子和一個反Λ超子組成的反物質超核。“反超氫-4”含有一個反超子，這意味著它是不穩定的，壽命很短。  當反物質與普通物質相遇時，會發生湮滅反應，正反物質的質量會100%轉化為能量，能量通常以高能光子的形式釋放。需要指出，湮滅并不是物質憑空消失了。質量和能量其實是一回事，所謂質能轉換，只不過是物質從一種形態轉換成了另外一種形態，整個過程中質能仍然守恒。 當一克反物質與一克普通物質相遇并發生湮滅時，其釋放的能量是極其巨大和可怕的。根據愛因斯坦發現的質能方程，一克物質與一克反物質湮滅所釋放的能量，相當于約 4.3萬噸 TNT 炸藥爆炸所釋放的能量。如此巨大的能量瞬間釋放，會產生極其強烈的爆炸和輻射。這種爆炸的威力足以摧毀一個小城市的很大一部分區域，造成極其嚴重的破壞和人員傷亡。  不過，反物質雖然很可怕，但由于在能量釋放方面是已知最高效的，比核聚變還高效上百倍，因此在能源、航天等領域有潛在利用價值。 然而，目前人類還無法利用反物質，因為在現有的技術和理論條件下，反物質的制造成本非常高昂和低效，想制造一克反物質都困難！另外，因為正反物質相遇會湮滅，這導致反物質在整個宇宙中都非常罕見。  科學家認為，在宇宙誕生之初，因為某種物理機制導致對稱性破缺，結果正物質比反物質多了那么一丁點。正反物質涅滅后剩下的一丁點兒物質最終構成了現在的世界。幸好有這種機制的存在，不然人類就沒有機會出現，這個世界也就不會存在。通過對反物質進行深入研究，科學家或許能夠破解“正反物質不對稱之謎”，甚至有可能因此發現大批量制造反物質的捷徑。 |
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