近日，美国加州大学河滨分校的物理学家大卫·卡斯迪（David Cassidy）和艾伦·米尔斯（Allen Mills）在《自然》杂志上发表了一项里程碑式的研究，成功创造出由物质与反物质组成的短命分子——电子偶素分子（Ps2），解决了困扰科学界60年的谜团。

在物理学标准模型中，每种普通物质粒子都有对应的反粒子。例如，电子（带负电荷）的反粒子是正电子（带正电荷）。当电子与正电子相遇时，它们会瞬间湮灭，释放出能量。然而，在特定条件下，电子与正电子可以先结合形成一种类似氢原子的短暂原子——电子偶素（positronium）。早在上世纪40年代，理论物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）就预言电子偶素可以进一步形成双原子分子（Ps2），甚至三原子分子（Ps3），但近60年来一直缺乏实验证据。

卡斯迪和米尔斯团队面临的重大挑战是：在自由空间中，两个电子偶素原子因携带过多超额能量而无法稳定结合。他们设计了一个巧妙的实验装置：首先将约2000万个正电子限制在一个特殊容器中，然后在10亿分之一秒内将这些正电子迅速注入多孔硅土表面。硅土中的纳米级小孔使正电子捕获电子形成电子偶素原子，同时硅土壁能高效吸收这些原子释放的剩余能量，从而允许它们结合成约10万个电子偶素分子（Ps2）。这些分子在瞬间湮灭，释放出特征性的伽马射线，通过分析射线温度曲线，研究人员确认了分子的存在。

这一成就不仅验证了基础物理理论，还具有潜在的应用价值。长期以来，物理学家对宇宙中物质远超反物质的现象感到困惑，这违背了对称性法则。电子偶素分子的研究为理解物质-反物质不对称性提供了新视角。此外，该成果可能推动核聚变电力、定向能武器（如伽马射线激光）等技术的发展。在医学领域，正电子发射断层扫描（PET）已广泛利用正电子-电子湮灭原理进行三维成像，而电子偶素分子的研究有望进一步提高PET成像的分辨率和灵敏度。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的物理学教授克利福德·苏尔库（Clifford Surko）评价称：“这项研究为我们理解物质和反物质提供了新方法，甚至可能创造更多反物质，从而催生重要新技术。”