簡介
反氦-4科技日報原引美國物理學家組織網2011年3月23日（台北時間）報導，美國布魯克海文國家實驗室相對論重離子對撞機國際合作組的科學家，首次觀察到了新型反物質反氦-4，這是迄今科學家觀察到的最重反物質。
形成
夸克膠子電漿-內部結構模型圖高能對撞能形成夸克膠子電漿，這種熾熱、稠密的物質包含數量大致相當的夸克和反夸克粒子。夸克膠子電漿逐漸冷卻後會變成一種強子氣體並產生質子、中子和它們的反粒子。科學家們在金核相互對撞10億次後形成的強子氣體中共觀察到了18個反氦-4，證明反氦-4確實存在，其包含4個反物質粒子：2個反質子和2個反中子。科學家指出，反氦-4很可能是迄今觀察到的最重的反物質，並預測下一個可能會“現身”的更重反物質將是反鋰-6。科學家們還表示，這次實驗中觀察到的反氦-4數量表明，宇宙中反氦-4並不多，在宇宙中觀察到反氦-4的可能性微乎其微。如果真的在宇宙中觀察到了反氦-4，這些反氦-4一定是由另一種機制所產生，這種機制很可能在宇宙中很多地方產生大量反物質。
質子、中子和它們的反粒子-反質子、反中子-內部結構模型圖實驗發現
正反原子核的組成粒子-內部結構模型圖兩個接近光速的金原子核對撞，會模擬出宇宙誕生時的那一聲“啼哭”——產生大約等量的正物質和反物質。科學家就在這不足萬億分之一秒的瞬間，在上萬億度的高溫中，捕捉著各種反物質的蛛絲馬跡。
“RHIC上的一對金核碰撞大約會產生500個粒子，通過篩選10億次碰撞所產生的5000億個粒子，我們探測到了18個反物質氦-4原子核的信號。”RHIC-螺鏇管徑跡探測器（STAR）國際合作組中國組負責人、中科院上海套用物理研究所馬余剛研究員介紹，反物質的原子核由反質子、反中子構成，但其性質和正物質原子核相似。由於反物質存在時間很短，因此這些反物質粒子聚成穩定的原子核的幾率非常小。
早在1995年，科學家就發現了最簡單的反物質原子——一個反質子加上一個正電子構成的反氫原子。直到現在，科學家才找到了反氦-4——它由兩個反質子和兩個反中子組成，質量是質子的4倍。
這次發現反氦-4，主要得益於中國科學家所研製的大型飛行時間探測器。它為STAR提供了更清晰的“視力”，能精確區分出帶電粒子的蹤跡。STAR國際合作組發言人許怒研究員說，STAR中國合作組為在海量事件中捕捉到反氦-4作出了重要的貢獻。
發現影響
中科大陳宏芳教授說，可能在未來很長一段時間內，反氦-4都會保持“最重反物質”的桂冠。因為反氦-4需要4個反核子聚在一起，而下一個更重的反物質應該是反鋰6，這就需要6個反核子聚集成一個原子核——其產生的可能性是反氦-4的百萬分之一。“這需要將對撞機的能量大幅提高，或者把亮度增強上百萬倍，而現在的加速器技術幾乎不可能實現。”
為何科學家會對“最重反物質”如此著迷？其一是出於對宇宙嬰兒期的好奇:為何當初成對產生的正反物質最終正物質占了絕對優勢？為此，今年美國將向太空發射探測器，希望在宇宙中發現反氦-4的蹤跡。其二是受到巨大能量的誘惑，根據愛因斯坦的質能方程，當正反物質相遇湮滅時，所有質量都在一瞬間轉變為巨大能量，遠遠超過了核裂變、核聚變，而且不會存在核污染。
“反氦-4十分穩定，若不湮滅，原則上不衰變。”馬余剛補充道，越重的原子湮滅時產生的能量越大，這種看似大海撈針的尋覓，或許會誕生人類未來的能源方案。
