我们的科学家第一次观察到由纯能量产生的物质反物质对

记者从中国科学技术大学了解到，该校高能核物理研究组、布鲁克海文国家实验室与山东大学联合研究团队等。首次观察到高能重离子碰撞过程中纯能量衍生的物质/反物质对的产生，并发现在此过程中存在真空双折射的迹象。研究结果最近发表在《物理评论快报》。

中国科学技术大学现代物理系首任系主任赵忠尧先生是人类物理学史上第一个发现反物质，并观测到正负电子对湮灭的物理学家。1934年，科学家布雷特和惠勒提出了这一现象的逆过程，即通过撞击使两个光子结合，并可能变成物质，形成电子和正电子。这种光变成物质的过程，是爱因斯坦质能方程的直接反映，说明能量和质量是可以相互转化的。长期以来，人们期望通过超高功率激光碰撞来观察这一过程。然而，两个光子碰撞的概率非常低，所需的最小激光功率仍然比目前功率最高的激光系统高几个数量级。

当布雷特和惠勒提出这个反应过程时，激光还没有发明。他们提出，光生物量可以通过将重离子加速到相对论能量区并碰撞来实现。RHIC-STAR的研究团队利用相对论重离子碰撞寻找布雷特-惠勒的产生过程，在海量数据中发现了6000多对正负电子。通过分析这些候选情况的成对质量和角度分布，并与理论计算进行比较，证实了这些正负电子对起源于布雷特-惠勒过程。此外，研究团队观察到正负电子对之间的角度相关性呈现四阶余弦振荡，这是真空双折射的有力证据。

中国科学技术大学STAR研究团队牵头研制了基于MRPC的飞行时间探测器，大大扩展了STAR实验中带电粒子的识别能力，在实验研究中发挥了关键作用。查王美在实验和理论分析方面做出了重要贡献。

RHIC-STAR是基于美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机(RHIC)STAR实验的大型国际合作团体，由来自13个国家67个单位的706名研究人员组成。