為什麼是正物質主宰宇宙，而不是反物質？

錫拉丘茲大學藝術與科學學院的物理學家證實，對於含有迷人夸克的基本粒子，物質和反物質衰變方式是不同的。著名教授謝爾頓·斯通表示：這一發現尚屬首次，儘管此前曾在具有奇異夸克粒子中觀察到物質-反物質的不對稱性。和學院高能物理(HEP)研究小組成員首次以99.999%的確定性測量了D0介子和反D0介子轉化為更穩定副產物的方式差異。介子是由一個夸克和一個反夸克組成的亞原子粒子，通過強相互作用而結合在一起。

博科園-科學科普：在瑞士日內瓦歐洲核子研究中心(CERN)實驗室與人合作進行大型強子對撞機(LHCb)實驗的斯通說：人們曾多次嘗試測量物質-反物質的不對稱性，但到目前為止，還沒有人成功，這是反物質研究的一個里程碑。這些發現可能還表明了標準模型之外的新物理學，標準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麼深奧的方式解釋觀測結果。物質的每一個粒子都有相應反粒子，它們在任何方面都是相同的，但帶著相反的電荷。

例如氫原子和反氫原子的精確研究表明，它們與十幾億小數點後的數相似。當物質和反物質粒子接觸時，它們會以能量的爆發相互湮滅，就像140億年前的大爆炸一樣。美國物理學會(American Physical Society)的成員斯通(Stone)說：這就是為什麼在宇宙中自然存在的反物質如此之少。斯通腦子裡的問題涉及到物質和反物質相同但對立的性質。如果同樣數量的物質和反物質在宇宙誕生時爆炸而存在，那麼除了純粹的能量，就不會留下任何東西，顯然，這並沒有發生。

圖示：CP對稱變換將一個粒子與其反粒子的鏡像交換。LHCb的合作觀察到，這種對稱性在D0介子(圖中右邊的大球體)和它的反物質對偶物反D0(圖左邊的大球體)衰變為其他粒子(小球體)時被破壞。擊穿程度是根據每一種情況下衰變數的不同而推斷出來(豎線，僅供舉例說明)。圖片：CERN

LHC一直在尋找物質和反物質的細微差別，以理解為什麼物質如此普遍。答案可能就在歐洲核子研究中心。在那裡，科學家們用大型強子對撞機(LHC)將質子撞在一起，創造出反物質。大型強子對撞機產生的能量越多，在碰撞過程中形成的粒子和反粒子質量就越大。正是在這些碰撞的碎片中，雪城大學HEP小組的博士後Ivan Polyakov等科學家在尋找粒子成分。我們的世界裡沒有反物質，所以必須人工製造反物質。這些碰撞的數據使我們能夠將不穩定粒子衰變和轉化映射成更穩定的副產品。

HEP因其對夸克(構成物質的基本粒子)的開創性研究而聞名。HEP還對迷人的夸克感興趣，儘管夸克的質量相對較高，但它在衰變為更穩定的物質之前，只是短暫存在。最近，HEP研究了同一粒子的兩個版本。其中一個版本包含一個璨夸克和一個上夸克的反物質版本，稱為反上夸克。另一個版本有反璨夸克和上夸克。利用大型強子對撞機的數據，確定了這兩個版本的粒子，並計算了每個粒子衰變成新副產品的次數。

這兩種可能結果的比例對於兩種粒子來說應該相同，但是發現它們的比例相差了大約0.1個百分點。這證明了迷人的物質和反物質粒子並不是完全可以互換的。粒子表面看起來是一樣的，但內部行為卻不同，這就是反物質之謎。物質和反物質行為不同的觀點並不新鮮，先前對奇夸克和底夸克的粒子的研究證實了這一點。這項研究的獨特之處在於，這是第一次有人目睹璨夸克粒子不對稱：這將載入史冊。

博科園-科學科普｜研究/來自: 錫拉丘茲大學

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