錫拉丘茲大學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的物理學(xué)家證實(shí)，對(duì)于含有迷人夸克的基本粒子，物質(zhì)和反物質(zhì)衰變方式是不同的。著名教授謝爾頓·斯通表示：這一發(fā)現(xiàn)尚屬首次，盡管此前曾在具有奇異夸克粒子中觀察到物質(zhì)-反物質(zhì)的不對(duì)稱性。

和學(xué)院高能物理(HEP)研究小組成員首次以99.999%的確定性測(cè)量了D0介子和反D0介子轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定副產(chǎn)物的方式差異。介子是由一個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成的亞原子粒子，通過(guò)強(qiáng)相互作用而結(jié)合在一起。

博科園-科學(xué)科普：在瑞士日內(nèi)瓦歐洲核子研究中心(CERN)實(shí)驗(yàn)室與人合作進(jìn)行大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHCb)實(shí)驗(yàn)的斯通說(shuō)：人們?cè)啻螄L試測(cè)量物質(zhì)-反物質(zhì)的不對(duì)稱性，但到目前為止，還沒有人成功，這是反物質(zhì)研究的一個(gè)里程碑。這些發(fā)現(xiàn)可能還表明了標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新物理學(xué)，標(biāo)準(zhǔn)模型描述了基本粒子之間如何相互作用。在那之前，需要等待理論嘗試以不那么深?yuàn)W的方式解釋觀測(cè)結(jié)果。物質(zhì)的每一個(gè)粒子都有相應(yīng)反粒子，它們?cè)谌魏畏矫娑际窍嗤?，但帶著相反的電荷?/p>

例如氫原子和反氫原子的精確研究表明，它們與十幾億小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)相似。當(dāng)物質(zhì)和反物質(zhì)粒子接觸時(shí)，它們會(huì)以能量的爆發(fā)相互湮滅，就像140億年前的大爆炸一樣。美國(guó)物理學(xué)會(huì)(American Physical Society)的成員斯通(Stone)說(shuō)：這就是為什么在宇宙中自然存在的反物質(zhì)如此之少。斯通腦子里的問題涉及到物質(zhì)和反物質(zhì)相同但對(duì)立的性質(zhì)。如果同樣數(shù)量的物質(zhì)和反物質(zhì)在宇宙誕生時(shí)爆炸而存在，那么除了純粹的能量，就不會(huì)留下任何東西，顯然，這并沒有發(fā)生。

LHC一直在尋找物質(zhì)和反物質(zhì)的細(xì)微差別，以理解為什么物質(zhì)如此普遍。答案可能就在歐洲核子研究中心。在那里，科學(xué)家們用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)將質(zhì)子撞在一起，創(chuàng)造出反物質(zhì)。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的能量越多，在碰撞過(guò)程中形成的粒子和反粒子質(zhì)量就越大。正是在這些碰撞的碎片中，雪城大學(xué)HEP小組的博士后Ivan Polyakov等科學(xué)家在尋找粒子成分。我們的世界里沒有反物質(zhì)，所以必須人工制造反物質(zhì)。這些碰撞的數(shù)據(jù)使我們能夠?qū)⒉环€(wěn)定粒子衰變和轉(zhuǎn)化映射成更穩(wěn)定的副產(chǎn)品。

HEP因其對(duì)夸克(構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子)的開創(chuàng)性研究而聞名。HEP還對(duì)迷人的夸克感興趣，盡管夸克的質(zhì)量相對(duì)較高，但它在衰變?yōu)楦€(wěn)定的物質(zhì)之前，只是短暫存在。最近，HEP研究了同一粒子的兩個(gè)版本。其中一個(gè)版本包含一個(gè)璨夸克和一個(gè)上夸克的反物質(zhì)版本，稱為反上夸克。另一個(gè)版本有反璨夸克和上夸克。利用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的數(shù)據(jù)，確定了這兩個(gè)版本的粒子，并計(jì)算了每個(gè)粒子衰變成新副產(chǎn)品的次數(shù)。

這兩種可能結(jié)果的比例對(duì)于兩種粒子來(lái)說(shuō)應(yīng)該相同，但是發(fā)現(xiàn)它們的比例相差了大約0.1個(gè)百分點(diǎn)。這證明了迷人的物質(zhì)和反物質(zhì)粒子并不是完全可以互換的。粒子表面看起來(lái)是一樣的，但內(nèi)部行為卻不同，這就是反物質(zhì)之謎。物質(zhì)和反物質(zhì)行為不同的觀點(diǎn)并不新鮮，先前對(duì)奇夸克和底夸克的粒子的研究證實(shí)了這一點(diǎn)。這項(xiàng)研究的獨(dú)特之處在于，這是第一次有人目睹璨夸克粒子不對(duì)稱：這將載入史冊(cè)。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自:?錫拉丘茲大學(xué)

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