科技日報記者 劉霞
德國慕尼黑工業大學等機構科學家借助歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHC）的內部碰撞，揭示了氘核及其反物質粒子形成的奧秘。研究表明，這些脆弱的原子核并非誕生于宇宙大爆炸之初的混沌狀態，而是源自冷卻“火球”內“超短命”高能粒子的衰變。這一進展標志著人類向深入理解強核力前進了一大步。相關成果發表于新一期《自然》雜志。
強核力是維系原子核內質子與中子結合的基本力量，是自然界中四種基本力之一。
在LHC內部，質子以接近光速的速度相互碰撞，重現了類似大爆炸后不久的極端環境，創造了獨一無二的高溫高能條件，使科學家能從最微觀層面探索物質本質，驗證自然基本規律。
長期以來，科學家一直困惑：僅由一個質子和一個中子經強核力結合而成的氘核，為何能在如此高溫下存在？按理說，在極端條件下，這類輕原子核應瞬間瓦解，但實驗卻持續觀測到它們的身影。
最新研究中，團隊依托LHC上的大型離子對撞機實驗（ALICE）發現：當壽命極短的高能粒子發生衰變時，會釋放出構成氘核等微小核所需的質子和中子。這些粒子一旦釋放，便有機會結合形成氘核。同樣的機制也解釋了反氘核等反物質的產生。數據顯示，約90%觀測到的（反）氘核均源于這一新發現的過程，而非自宇宙大爆炸之初幸存。
ALICE致力于解析強核力的作用機制，其功能如同一臺巨型相機，能夠追蹤并重建單次碰撞產生的多達2000個粒子。借此，科學家得以重演宇宙早期景象，探索夸克與膠子的熾熱混合物如何逐步演化為穩定的原子核，并最終構成萬物。
團隊表示，此項發現對基礎核物理研究意義深遠，不僅推動了對強核力的理解，也拓展了宇宙學研究的視野——輕原子核同樣形成于宇宙射線相互作用中，甚至可能為探索暗物質提供線索。基于新發現，科學家可進一步完善粒子形成模型，從而更可靠地解讀宇宙觀測數據。
