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科技日報記者 張夢然
輕反原子核由反質(zhì)子和反中子組成。根據(jù)《自然·物理》雜志發(fā)表的一篇論文，大型強子對撞機（LHC）團隊研究認(rèn)為，輕反原子核或能在銀河系中穿越很長的距離。這項研究結(jié)果表明，這些反原子核或能用于尋找暗物質(zhì)。
歐洲核子研究中心ALICE探測器及宇宙中的反氦湮滅的藝術(shù)概念圖。圖片來源：《自然·物理》
反原子以及反原子構(gòu)成的反分子等，統(tǒng)稱為反物質(zhì)，反物質(zhì)與我們周圍世界中的常規(guī)“正”物質(zhì)相遇，則發(fā)生湮滅，釋放大量能量。也正因如此，地球上沒有反原子核的天然來源，但它們會在銀河系的其他地方產(chǎn)生。有觀點提出，反原子核可能是源于太陽系外的高能宇宙輻射與星際介質(zhì)（星系中恒星之間空間）中的原子相互作用的結(jié)果。另一種觀點認(rèn)為，反原子核是尚未發(fā)現(xiàn)的暗物質(zhì)粒子湮滅所形成的。
為探索反原子核與物質(zhì)的相互作用，歐洲核子研究中心的LHC所屬ALICE合作組，日前分析了氦-3（氦的一種穩(wěn)定同位素）原子核的反粒子。研究人員利用LHC的粒子對撞產(chǎn)生反氦-3原子核，再讓這些反原子核與ALICE探測器中的物質(zhì)相互作用，讓它們消失。
通過研究，團隊科學(xué)家們確定了反氦-3原子核的消失概率，以及這種概率在這些反原子核穿越銀河系過程中所產(chǎn)生的影響。
科學(xué)家們此前已知，要通過探測宇宙線中的各種粒子來尋找暗物質(zhì)的信號，如果暗物質(zhì)能夠湮滅或者衰變到標(biāo)準(zhǔn)模型粒子，那么暗物質(zhì)的額外流強，就可以被探測器所接收到。宇宙線中的反原子核之所以被認(rèn)為是暗物質(zhì)間接探測的重要工具，就是因為其流強相對較高，特別是反氘核與反氦核，有可能達到現(xiàn)代宇宙線探測器的靈敏度極限。鑒于此，當(dāng)前的研究結(jié)果也意味著，能穿越很長的距離的反氦-3原子核很適合用來搜索暗物質(zhì)湮滅。
總編輯圈點
天體物理和宇宙學(xué)研究結(jié)果表明，暗物質(zhì)是宇宙中物質(zhì)的主要形式，約占所有物質(zhì)的85%。但它如此“孤僻”，幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。全世界的科研人員都在苦苦探索，上天入地，用直接法和間接法試圖找到它存在的證據(jù)，驅(qū)除物理學(xué)上空的這一片烏云。有觀點認(rèn)為，反原子核是暗物質(zhì)粒子湮滅所形成的。現(xiàn)在LHC所屬合作組ALICE明確了反原子核消失概率和穿越很長距離的能力，那么，這一“信使”就可以成為一種尋找暗物質(zhì)的理想標(biāo)的，為發(fā)現(xiàn)它提供參考。
關(guān)鍵詞： 探測工具
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