反物质狩猎接近大爆炸最大的头疼

宇宙的核心秘密之一可能离解决方案又近了一步，科学家们在理解物质和反物质以及两者之间的相互作用方面取得了巨大突破。反物质理论虽然鲜为人知且充满问题，但已成为许多关于现代物理学的解释的关键部分。然而，其比例的不确定性继续让研究人员感到沮丧。

现代物理学表明，每个物质粒子都会有一个相应的反物质反粒子。这将具有相同的质量，但具有相反的电荷，等等。两者之间的碰撞将导致相互湮灭。

这并不能解释为什么那里没有更多的反物质。宇宙——至少是可观测的宇宙——主要由物质组成。然而，反物质要少得多，而不是你期望它包含的 50%，因为大爆炸创造了宇宙，产生了同等数量的两种能量。

“当粒子物理学家在加速器中制造新粒子时，他们总是发现它们会产生粒子-反粒子对：对于每个负电子，一个带正电的正电子，”谢菲尔德大学物理与天文学系物理学家 Lee Thompson 教授说，参与新反物质研究的国际科学家团队之一解释说。“那么为什么宇宙 50% 不是反物质?这是宇宙学中一个长期存在的问题——反物质怎么了?”

所谓的 T2K 实验涉及全球 350 多名科学家，使用 SuperKamiokande 探测器观察在质子加速器研究中心 (J-PARC) 产生的中微子和反中微子。这些地点相距超过 180 英里，当基本粒子穿过地球时，它们会在不同的物理特性之间振荡。这些被称为“风味”。

比较起源和检测点的味道，T2K 团队意识到中微子和反中微子的振荡方式不匹配。它们物理性质的不对称性——电荷共轭和奇偶反转 (CP) 违反——可以解释为什么物质如此丰富而反物质如此罕见。

该研究结果已于本周发表在《自然》杂志上。尽管尚未就物质/反物质问题得出确切结论，但该研究确实达到了重要的三标准差置信区间，统计显着性程度表明确实观察到了 CP 违规。

未来的研究希望以此作为新实验的基础，这可以更接近于理解反物质缺失的原因。反过来，这可以解决围绕大爆炸和宇宙形成的最大问题之一。