中國科學(xué)院近代物理研究所等研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家通過參與一項(xiàng)國際合作研究，在美國相對論重離子對撞機(jī)上開展的對撞實(shí)驗(yàn)中觀測到了一種新的名為“反超氫-4”的反物質(zhì)超核，這一發(fā)現(xiàn)使人類在反物質(zhì)研究方面又進(jìn)了一步！

自1928年著名物理學(xué)家狄拉克在理論上預(yù)示反物質(zhì)的存在以來，科學(xué)家迄今僅發(fā)現(xiàn)6種反物質(zhì)超核和反物質(zhì)原子核，而“反超氫-4”是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的迄今最重的反物質(zhì)超核。

反物質(zhì)是一種與普通物質(zhì)相對應(yīng)的物質(zhì)形態(tài)。普通物質(zhì)由粒子構(gòu)成，而反物質(zhì)則由反粒子構(gòu)成。反粒子具有與普通粒子相同的質(zhì)量，但電荷、磁矩等性質(zhì)相反。目前已知的絕大部分基本粒子都有對應(yīng)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(gòu)成物質(zhì)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(gòu)成強(qiáng)子這類復(fù)合粒子。強(qiáng)子種類繁多，除了重子和介子，還存在四夸克態(tài)、五夸克態(tài)等類型。重子是由三個夸克組成的強(qiáng)子；介子則是由一個夸克和一個反夸克組成的強(qiáng)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(zhì)子和中子，可以形成原子核；超子是含有奇夸克的重子，質(zhì)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(dú)構(gòu)成原子核。

科學(xué)家新發(fā)現(xiàn)的反超氫-4由一個反質(zhì)子、兩個反中子和一個反Λ超子組成的反物質(zhì)超核。“反超氫-4”含有一個反超子，這意味著它是不穩(wěn)定的，壽命很短。

當(dāng)反物質(zhì)與普通物質(zhì)相遇時，會發(fā)生湮滅反應(yīng)，正反物質(zhì)的質(zhì)量會100%轉(zhuǎn)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(zhì)憑空消失了。質(zhì)量和能量其實(shí)是一回事，所謂質(zhì)能轉(zhuǎn)換，只不過是物質(zhì)從一種形態(tài)轉(zhuǎn)換成了另外一種形態(tài)，整個過程中質(zhì)能仍然守恒。

當(dāng)一克反物質(zhì)與一克普通物質(zhì)相遇并發(fā)生湮滅時，其釋放的能量是極其巨大和可怕的。根據(jù)愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的質(zhì)能方程，一克物質(zhì)與一克反物質(zhì)湮滅所釋放的能量，相當(dāng)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(chǎn)生極其強(qiáng)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(qū)域，造成極其嚴(yán)重的破壞和人員傷亡。

不過，反物質(zhì)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(lǐng)域有潛在利用價值。

然而，目前人類還無法利用反物質(zhì)，因?yàn)樵诂F(xiàn)有的技術(shù)和理論條件下，反物質(zhì)的制造成本非常高昂和低效，想制造一克反物質(zhì)都困難！另外，因?yàn)檎次镔|(zhì)相遇會湮滅，這導(dǎo)致反物質(zhì)在整個宇宙中都非常罕見。

科學(xué)家認(rèn)為，在宇宙誕生之初，因?yàn)槟撤N物理機(jī)制導(dǎo)致對稱性破缺，結(jié)果正物質(zhì)比反物質(zhì)多了那么一丁點(diǎn)。正反物質(zhì)涅滅后剩下的一丁點(diǎn)兒物質(zhì)最終構(gòu)成了現(xiàn)在的世界。幸好有這種機(jī)制的存在，不然人類就沒有機(jī)會出現(xiàn)，這個世界也就不會存在。通過對反物質(zhì)進(jìn)行深入研究，科學(xué)家或許能夠破解“正反物質(zhì)不對稱之謎”，甚至有可能因此發(fā)現(xiàn)大批量制造反物質(zhì)的捷徑。