与纯粹的能量不同,宇宙也由物质构成。但请注意,如果将我们体验到的物质与浩瀚的太空或占主导地位的暗物质相比,这并不是很多物质。但足够了。物质的持续存在一直是我最喜欢的宇宙属性之一,因为它允许星系和健力士黑啤酒的存在。然而,这对物理学家来说是困惑的源泉。简而言之,宇宙的创造之初应该存在等量的物质和反物质,但事实并非如此。
如果在最初的时刻,物质和反物质的数量是相等的,它们就会瞬间相互湮灭,只留下能量[TIME]。
但它们没有;就像我现在坐在这里一样确定,物质赢了。而本周,在伊利诺伊州的Tevatron粒子对撞机上,这个问题的新的线索出现了。在一项研究
中,物理学家Dmitri Denisov及其同事在《物理评论D》上解释说,在长期的质子-反质子碰撞(近8年的碰撞)中,他们发现在特定地方,正常物质略占优势。
“在碰撞质子和反质子时,它们会产生中性B介子,我们本以为当它们衰变时,我们会看到等量的物质和反物质,”Denisov说。“但出于某种原因,负μ子(物质)的数量多于正μ子(反物质)。”根据DZero成员、哥伦比亚大学物理学家Gustaaf Brooijmans的说法,“我们观察到的不对称性接近1%。”[Scientific American]。
Tevatron团队不知道这种不对称性的原因;他们只知道,根据目前对宇宙的理解,这说不通。科学家们喜欢解决谜题。团队成员、粒子物理学家Stefan Soldner-Rembold说道:
“当我们看到结果时,很多人都起鸡皮疙瘩,”Soldner-Rembold说。“我们知道我们看到了比以往更超出我们理解的事物——也超出了当前理论所能解释的。”[Chicago Sun-Times]。
物理学无法排除是否存在一种新粒子可以解释这种奇怪的现象。而一个显而易见的研究地点是欧洲崭新的大型强子对撞机。
如果事实证明,确实有一种新粒子导致了B介子在物质和反物质上的偏好如此奇怪,那么它可能会在大型强子对撞机(LHC)前所未有的高能碰撞中被揭示出来。但不要低估美国本土工作的价值,它比其更强大的欧洲同行拥有多年的工作积累和大量易于理解的数据[Scientific American]。
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图片:费米实验室














