科學家發現我們的宇宙是如何破壞對稱的規則

物理學標準模型能夠充分解釋宇宙及其中的一切，而在許多懸而未決的問題中，物質-反物質不對稱的奧秘是最大的問題之一。

大爆炸產生的等量的物質和反物質應該彼此抵消，導致宇宙幾乎沒有任何粒子，然而，我們在這裡。現在，歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機探測器的新結果可能是解釋我們自己存在的悖論的最好的機會。

對於我們宇宙不對稱問題一些背景知識，物理定律預測，對於每一個常規物質的粒子，有一個平等但相反的反粒子。這意味著對於每個帶負電荷的電子，都有一個帶正電荷的正電子。如果一個反粒子碰巧找到一個規則的粒子，它們會消滅彼此，以光的形式釋放能量。

當我們認為物理學的標準模型預測大爆炸會產生等量的物質和反物質形式的重子粒子（稱為重子物質和反重子物質）時，問題就出現了。

重子是亞原子粒子的一個關鍵類型，那些質子和中子構成宇宙中可見物質的大部分。

事實上，我們最終卻得到了在宇宙中重子物質比反重子物質更多的問題，因為大爆炸產生的等量重子物質和反重子物質應該立即抵消幾乎一切，導致宇宙幾乎沒有任何粒子，只有輻射。

標準模型解釋了重子粒子中的微量不對稱，但它當然不能解釋我們今天看到的重子物質過多的現象。

那麼，所有這些事情如何發生？

宇宙中的對稱性的違反意味著物理定律對於物質和反物質粒子是不一樣的，物理學家一直試圖弄清楚這些定律在哪裡出現分歧，這種現象稱為電荷宇稱（CP）對稱性破壞。

先前的研究已經發現了在介子中的CP對稱性破壞的證據 ，但是為了預測今天存在的宇宙中物質的數量，我們必須在重子中找到它。

半個多世紀以來，科學家一直在尋找重子核中違反電荷宇稱（CP）的證據，現在，在瑞士歐洲核子研究中心（CERN）的一個大型強子對撞機（LHC）探測器的研究人員似乎終於找到了一些。

使用大型強子對撞機（LHC）探測器，產生了大量的特定類型的重子和其反粒子版本，當他們在一起時，觀察到它們如何各自衰變成質子（或反質子）和三個稱為離子的帶電粒子。

「這個過程非常罕見，從來沒有被觀察過。」團隊解釋說，「這些重子在大型強子對撞機（LHC）的高生產率和專業檢測能力下，收集約6,000種這樣的衰變的純樣本。」

這些粒子衰變成獨立的組件其實是很重要的，因為任何顯著差異或不對稱數量的物質和反物質之間的重子是電荷宇稱（CP）對稱性破壞的結果。

這正是研究人員發現的。大型強子對撞機（LHC）數據揭示了電荷宇稱（CP）對稱性破壞顯著的不對稱性，在一些情況下差異大到20％。

我們可以實際上在解決現代物理學中還未解決的最重要的奧秘。