物理學(xué)家試圖回答的一個(gè)大問題是，宇宙中所有的反物質(zhì)都發(fā)生了什么？宇宙誕生于物質(zhì)和反物質(zhì)粒子的熱湯中(例如，電子的反粒子是正電子)。但百億年前發(fā)生了一件事，打破了物質(zhì)的平衡，反物質(zhì)消失了。

事實(shí)上，如果這沒有發(fā)生，我們?nèi)祟惥筒粫谶@里：當(dāng)反物質(zhì)和物質(zhì)粒子碰撞時(shí)就會湮滅，轉(zhuǎn)化為純能量。

為了解開這個(gè)謎團(tuán)，加州理工學(xué)院的研究人員正在參與一個(gè)雄心勃勃的多機(jī)構(gòu)項(xiàng)目。名為中子電偶極矩實(shí)驗(yàn)(nEDM)，由美國能源部和國家科學(xué)基金會資助，該項(xiàng)目將在大約三年后在田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中達(dá)到高潮。這個(gè)想法是為了尋找中微子中所謂的電偶極矩：一種現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，中子內(nèi)部的電荷如此之多，以至于中子的一邊比另一邊略負(fù)一些。

這種扭曲，如果足夠大，可能意味著一種被稱為電荷宇稱(CP)的物理對稱性的破壞。而電荷宇稱是解釋宇宙中沒有反物質(zhì)所必需的。加州理工學(xué)院正在建造這個(gè)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)關(guān)鍵部分：是一個(gè)巨大的低溫容器，以及用來產(chǎn)生磁場的磁屏蔽和線圈。低溫容器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)，可以被認(rèn)為是一個(gè)巨大的熱水瓶，將被冷卻到絕對零度以上0.5度，或0.5開爾文(-459華氏度)。

這個(gè)想法是在腔內(nèi)的磁場中自旋超冷中子，就像核磁共振成像機(jī)器在我們體內(nèi)自旋質(zhì)子一樣。然后施加電場，研究人員將觀察中子旋轉(zhuǎn)方式的微小變化——這是電偶極矩的一個(gè)跡象。nEDM實(shí)驗(yàn)的靈敏度相當(dāng)于測量地球直徑小于人類頭發(fā)厚度百分之一的失真。加州理工學(xué)院的研究小組希望在大約一年半時(shí)間內(nèi)將這艘?guī)в写牌帘魏痛艌鼍€圈的制冷機(jī)送到橡樹嶺。

博科園｜研究/來自：加州理工學(xué)院

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