英国《自然》(Nature)杂志2011年4月24日公布了由中美科学家合作研究的一项重要发现。位于布鲁克海文国家实验室的RHIC-STAR国际合作组探测到氦核的反物质粒子--反氦核。这种新型粒子又名反阿尔法粒子，是现今所能探测到的最重的反物质原子核。
科技日报原引美国物理学家组织网2011年3月23日(北京时间)报道，美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机国际合作组的科学家，首次观察到了新型反物质反氦-4，这是科学家观察到的首个最重反物质。
反氦-4又名反阿尔法粒子，是氦核的反物质粒子。 反氦-4的现身进一步证实了负性物质的存在。
形成原理STAR主探测器三维图高能对撞能形成夸克胶子等离子体，这种炽热、稠密的物质包含数量大致相当的夸克和反夸克粒子。夸克胶子等离子体逐渐冷却后会变成一种强子气体并产生质子、中子和它们的反粒子。科学家们在金核相互对撞10亿次后形成的强子气体中共观察到了18个反氦-4，证明反氦-4确实存在，其包含4个反物质粒子:2个反质子和2个反中子。科学家指出，较长一段时间内，反氦-4很可能是能观察到的最重的反物质，并预测下一个可能会"现身"的更重反物质将是反锂-6。
布鲁克海文国家实验室的这次RHIC-STAR国际合作组实验中，从观察到的反氦-4数量表明，宇宙中反氦-4并不多，要在宇宙中观察到反氦-4的可能性微乎其微。如果真的在宇宙中观察到了反氦-4，这些反氦-4一定是由另一种机制所产生所形成，这种机制很可能在宇宙中很多地方产生大量反物质。
实验发现相对论性重离子对撞机的STAR探测器两个接近光速的金原子核对撞，会模拟出宇宙诞生时的那一声"啼哭"--产生大约等量的正物质和反物质。科学家就在这不足万亿分之一秒的瞬间，在上万亿度的高温中，捕捉着各种反物质的蛛丝马迹。
"RHIC上的一对金核碰撞大约会产生500个粒子，通过筛选10亿次碰撞所产生的5000亿个粒子，探测到了18个反物质氦-4原子核的信号。"RHIC-螺旋管径迹探测器(STAR)国际合作组中国组负责人、中科院上海应用物理研究所科学家介绍，反物质的原子核由反质子、反中子构成，但其性质和正物质原子核相似。由于反物质存在时间很短，因此这些反物质粒子聚成稳定的原子核的几率非常小。
在发现反氦-4之前，科学家一直持续于反物质的观察，1932年，科学家首次观察到反物质粒子-正电子。从此，越来越多更重的反物质逐渐映入科学家的眼帘。1955年观察到的是反质子和反中子，在接下来的20年里，科学家们依次观察到了反氘核、反氦核-3。加速器和探测器技术的不断改进让科学家在1995年首次观察到了反氢;2011年观察到了新型反物质"反超氚"，"反超氚"是反氦-4出现之前最重的反物质，也是首个含有反夸克的粒子。随后便幸运观察到反氦-4--它由两个反质子和两个反中子组成，质量是质子的4倍。
这次发现反氦-4，主要得益于中国科学家所研制的大型飞行时间探测器。它为STAR提供了更清晰的"视力"，能精确区分出带电粒子的踪迹。STAR国际合作组发言人许怒研究员说，STAR中国合作组为在海量事件中捕捉到反氦-4作出了重要的贡献。