反物质为什么不见了? 2020-03-24 

  

欧洲核子研究中心(CERN)坐落于日内瓦附近。最近,大型强子对撞机底夸克探测器(LHCb)实验组发现了反物质版和物质版的粲夸克,这些两种粒子的行为方式并不相同。夸克是组成物质世界的基础粒子,一共有六种, 粲夸克是其中之一。

今年3月,在意大利拉图伊尔举行的“雷诺茨·德·莫里昂”粒子物理会议上,科学家公布了最新的研究进展。实验表明,D-0介子(含有粲夸克)的不稳定粒子在衰变成稳定粒子的过程中,速度与它对应的反物质稍有不同。这种差异有助于解释为什么大爆炸后物质与反物质的平衡被打破,形成了一个主要由物质组成的宇宙。

当物质和对应的反物质接触时,会发生湮灭现象。研究人员认为,正是这种碰撞消灭了宇宙诞生之初的大部分反物质(也包括很多物质)。但是他们还不确定为什么会留下一部分物质,让它们有机会形成恒星、行星以及宇宙的其他部分。因此,物理学家一直在寻找一种特殊的粒子,它的反物质版与物质版有不同的行为特征。只有这样科学家才能解释早期宇宙中为什么会残留大量物质。

可惜,虽然新发现显示粲夸克的物质与反物质之间存在衰变率的差异,但这种差异非常小,无法解释宇宙中物质过剩的现象。不过, 康奈尔大学的理论物理学家尤瓦尔·格罗斯曼(Yuval Grossman)表示,这一结果“也让我们更接近答案了,因为它帮我们排除了一种原本以为是正确答案的选项。同时我也很激动, 因为这是我第一次看到这样的现象(不同版本的粲夸克表现出不同的物理特性)。”(边际