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反物质猎杀结束了大爆炸最大的抓头戏

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  • 2020-04-20 11:11:09
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宇宙的核心秘密之一可能是距离解决方案更近一步,因为科学家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。反物质理论很少被理解和笼罩在问题中,但它已成为许多有关现代物理学的解释的关键部分。然而,关于其比例的不确定性继续使研究人员感到沮丧。

现代物理学认为,每个物质粒子都会有一个对应的反物质反粒子。那将具有相同的质量,但是具有相反的电荷。两者之间的冲突将导致相互毁灭。

不能解释的是为什么那里没有更多的反物质。宇宙-至少是可观察的宇宙-主要由物质组成。但是,反物质要少得多,而不是您所期望的构成宇宙大爆炸同时产生两种能量的大爆炸所占的50%。

谢菲尔德大学物理与天文学系的物理学家李·汤普森教授说:“当粒子物理学家在加速器中产生新粒子时,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。” ,参与这项新的反物质研究的国际科学家团队之一对此进行了解释。“那么,为什么宇宙不存在百分之五十的反物质?这是宇宙学中一个长期存在的问题–反物质发生了什么?”

所谓的T2K实验涉及全球350多名科学家,他们使用SuperKamiokande探测器观察了日本质子加速器研究中心(J-PARC)产生的中微子和反中微子。这些站点相距超过180英里,并且随着基本粒子穿过地球,它们在不同的物理特性之间振荡。这些被称为“风味”。

T2K团队比较了起源和检测时的风味,发现中微子和抗中微子的振荡方式不匹配。物理性质的不对称性(电荷共轭​​和奇偶性反转(CP)违反)可以解释为什么物质如此丰富而反物质如此罕见。

研究结果已于本周发表在《自然》杂志上。尽管尚未获得关于物质/反物质问题的确切结论,但该研究确实达到了一个重要的三个标准差置信区间,其统计显着性程度表明确实违反了CP。

未来的研究希望以此为基础进行新的实验,从而可以更进一步地了解为什么缺少反物质。反过来,这可能会解决“大爆炸”和宇宙形成方面仍然存在的最大问题之一。

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