cnBeta.COM 2021-06-10
据外媒报道，牛津大学物理学家通过分析大型强子对撞机的数据发现，亚原子粒子可以在物质和反物质之间转换。事实证明，两种粒子之间难以理解的微小重量差异可能在宇宙诞生后不久就拯救了它从而使其免于湮灭。
反物质有点像正常物质的“孪生恶魔”，但它们惊人地相似--事实上，唯一真正的区别是反物质带有相反的电荷。这意味着如果一个物质和反物质粒子接触，它们会在能量爆发中相互湮灭。
更复杂的是，有些粒子如光子实际上是它们自己的反粒子。还有一些甚至被认为是两种状态同时存在的奇怪混合物，这要归功于叠加的量子特性。这意味着这些粒子实际上在物质和反物质之间摆动。
现在，一种新的粒子加入了这个专属俱乐部--粲介子(charm meson)。这种亚原子粒子通常由一个粲夸克和一个上反夸克组成，而它的反物质等效物则由一个粲反夸克和一个上夸克组成。通常这两种状态是分开的，但新研究表明粲介子可以在这两种状态之间自动切换。
最终的秘密是这两种状态的质量略有不同。在极端情况下，“轻微的”差别为0.00000000000000000000000000000000000001克。
这个令人难以置信的精确测量是从牛津大学的物理学家们在大型强子对撞机第二次运行时收集的数据中得出的。粲介子是在大型强子对撞机的质子-质子碰撞中产生，通常它们只传播几毫米就会衰变为其他粒子。
通过比较倾向于走得更远的粲介子和衰变得更快的粲介子，研究小组确定了质量的差异是决定粲介子是否会变成反粲介子的主要因素。
这个绝对微小的发现可能对宇宙有巨大的影响。根据粒子物理学的标准模型，大爆炸产生了等量的物质和反物质，随着时间的推移，所有物质都会碰撞和湮灭，留下宇宙一片空白。很明显，这并没有发生，而物质以某种方式占据了主导地位，但什么导致了这种不平衡呢？
这项新发现提出的一个假设是，像粲介子这样的粒子从反物质到物质的转换频率要高于它们从物质到反物质的转换频率。调查这是否属实--如果属实，原因何在--可能是解开科学界最大谜团之一的一条重要线索。
