宇宙学模型表明,大爆炸应产生等量物质和反物质,且两者碰面即相互湮灭,但出于某些原因未发生此情况,身为物质的我们才存在。现在,CERN科学家可能进一步解释为何宇宙物质及反物质数量不平衡。
从人类、地球、太阳到星系,宇宙所有可见事物都是由重子组成的物质(matter),但宇宙学模型表明大爆炸应产生数量相同的物质及反物质(Antimatter),而物质与反物质一碰触就会湮灭(释放高能光子),所以科学家至今仍在思考为何当今宇宙遗留的绝大多数都是正粒子,物质数量远超反物质数量,此明显重子不对称性现象称为CP不守恒(charge-parity violation)。
物理学家推测,虽然物质与反物质像挛生兄弟,两者行为仍存在某种未知差异,才导致当今宇宙由物质而非反物质主导,但过去只在介子(1个夸克与1个反夸克组成的粒子)明确观测到CP不守恒现象,对由3个夸克组成的重子物质来说,无法有效解释其与反重子物质的行为差异。
直到最近,CERN大型强子对撞机底夸克实验(Large Hadron Collider beauty,LHCb)团队提出重子衰变过程发生CP不守恒的第一个观察结果,或者说重子、反重子物质不以完全相同的方式衰减,相对差异2.5%,显著性差异达5.2个标准差,验证重子物质和反物质之间不对称性。
这项研究有助解答“我们为什么存在?”等基本问题,物理学家将继续寻找CP不守恒更多来源,确认是否有些事物超出粒子物理学标准模型预测。
新论文发表在《自然》(Nature)期刊。
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