反物质宇宙去那里了？日本科学家最新结果表示一种可能的原因

腾讯太空讯 科学家认为，约莫140亿年前，也就是宇宙降生之时，就包罗了等量的物质和相应的反物质。反物质粒子的质量与通例物质粒子的相同，但电荷相反。

一个典型例子就是带负电荷的电子和带正电荷的正电子。当物质粒子和反物质粒子碰撞时，会以完美的效率湮灭，转化为100%的纯能量。

但其中有个问题，如果宇宙降生时粒子和反粒子的数量相等，双方都应该会找到对方并消灭对方，从而在宇宙中全然消失。

显然，这件事没发生，因为星球和人类的存在就是证明。效果是，物质比反物质多了一点点，每10亿对物质与反物质中，多出1个物质粒子。

理论上讲，对于每一种物质粒子，都有一种反物质粒子与之完全匹配，只是电荷相反。这一观点叫做CP对称。因为早期宇宙中，另有些物质幸存下来，这就说明物质与反物质间另有差池称，这种差池称就称为CP破坏。

多年来，物理学家对于这个多出来的物质，已收集了一些线索。好比，上世纪60年月，科学家发现夸克与反夸克的行为并不完全相同。可是这种违反CP对称的现象，还不足以解释物质与反物质的差池称。

不外，这也可能是另一种类型的对称性破坏。究竟，组成质子和中子的基本粒子夸克，并不是唯一的亚原子粒子。与夸克相近的另有轻子，而轻子又包罗电子、μ子、τ粒子和中微子。

据外媒报道，一项致力于寻找中微子中CP破坏迹象的新研究现已得出一些有趣的效果。

数据主要来自T2K项目。该项目在日本东海质子加速器研究中心举行，凭据实验设置，以发生中微子或反中微子束。

束流中的绝大多数的中微子都能穿过地球，似乎地球基础不存在一样。可是，在距东海质子加速器研究中心295公里的神冈探测器标志到了一些中微子。

该探测器包罗一个装满5.5万吨纯水的容器。当中微子与容器中的中子相互作用时，可以发生一个μ子或一个电子。敏捷的仪器就会把这些次级粒子收集起来。

好比，当中微子移动时，会在电子中微子、μ子中微子和τ子中微子之间振荡。

在差别粒子间振荡，决议了其与中子碰撞时会发生何种次级粒子。这类探测能获取许多信息。

T2K团队分析了该研究从2009年到2018年收集的数据，以及类似实验的视察效果。

该新研究于4月15日揭晓在《自然》杂志网络版上。研究人员陈诉称，他们发现了中微子和反中微子以差别方式振荡的证据。

“效果以95%的可信度水平清除了CP对称（换言之，研究人员认为CP破坏已经发生），并讲明CP破坏系数可能很大，”

英国杜伦大学物理学家西尔维亚·帕斯科利(Silvia Pascoli)和美国能源部费米国家加速器实验室的杰西卡·特纳(Jessica Turner)在该期网络杂志“新闻与看法”中写道。

“这些效果，可能是宇宙中物质反物质差池称起源的第一个指示，”帕斯科利和特纳增补道。这两位科学家未到场这项新研究。

不外，需要明确的是，这些效果自己并不能绝对质明中微子和反中微子的CP破坏。

“我们看到了一些指示，现在的效果是观察CP破坏的一个重要步骤，”新研究第一作者、日本京都大学的Atsuko K. Ichikawa写道。他也强调，下一步研究将需要更多数据。

令人振奋的是，几项新的中微子实验已在举行中。好比，与T2K相似，但比T2K更强大的日本T2HK项目，已于2月被正式批准。

此外，深层地下中微子实验(DUNE)，即从费米实验室发射粒子束至南达科他州探测器，计划在本世纪20年月中期上线。

帕斯科利和特纳表现，T2HK和DUNE在技术和丈量上互为增补，在未来15寻找CP破坏的历程中，两者可能会出一个明确谜底。

翻译：羽佳 审核：乔辉