如何研究物质和反物质？北京谱仪开创探索正反物质不对称同花顺股吧性新方法

时间：2023-04-04 浏览：104 分类：网络

北京6月2日电(记者孙自法)虽然在世界大爆炸之初应该发生等量的正反物质，为什么咱们的世界却只有物质组成而非反物质？物质和反物质遵从不同的规则吗？两者有何不同？

困扰了科学界半个多世纪的这些难题，跟着北京正负电子对撞机上北京谱仪III(BESIII)最新完结一项粒子物理范畴的重大突破，有望迎来处理的关键。

作为北京正负电子对撞机上的中心设备和仅有粒子物理试验设备，大科学设备北京谱仪III像“眼睛”相同凝视正负电子对撞进程，它在最近的一次丈量中完结一种立异试验办法，为研讨物质和反物质不对称性供给了极端活络的试验探针。

来自我国科学院高能物理研讨所(中科院高能所)的最新消息说，由北京谱仪III试验世界协作组中外科学家们共同完结的这项重要根底研讨效果论文，北京时间6月1日晚在世界闻名学术期刊《天然》上线宣布。

正反科西超子级联衰变演示图。镜像之间枢纽衔接表明正反超子的量子相关。中科院高能所供图

北京谱仪III试验世界协作组发言人、中科院高能所李海波研讨员介绍说，粒子衰变为研讨正反物质不对称供给了重要头绪：假如粒子和反粒子的衰变形式存在差异，那么这些差异可能是导致今日丰厚的物质世界构成的原因。但是，由于粒子衰变通常是由多种相互效果诱导发生的，比方一种相似质子的短寿数粒子叫做科西超子，它的内部含有两个重的奇特夸克和一个轻夸克，其衰变进程中既有弱也有强效果发生，怎么识别是哪种效果导致正反物质衰变行为不同呢？

北京谱仪III试验最近初次使用处于量子羁绊的正反科西超子对的级联衰变，成功地把导致正反物质不对称的弱效果力从强效果力中分离出来，这一立异办法和试验效果引起粒子物理范畴世界同行的亲近重视。

在北京谱仪III试验中，电子与其反粒子正电子磕碰的能量是其固有质量的上万倍。在这些磕碰中，电子和正电子湮灭，并从开释的能量中发生其他粒子或粒子对。在这项新的研讨中，科研人员使用正反科西超子的“自旋”信息和量子相关来提醒正反物质不对称性，粒子物理学家称之为“CP损坏”。超子衰变是寻觅CP损坏的一个很有期望的“狩猎场”，由于它们的“自旋”方向能够经过其“子粒子”的衰变直接丈量。考虑成对的正反超子级联衰变，能够把强力和弱力的奉献分隔，导致对CP损坏丈量的敏感度明显进步。北京谱仪III试验这一立异办法为寻觅CP损坏供给了一种全新的视角。

中科院院士、中科院高能所所长王贻芳研讨员指出，虽然《天然》最新宣布论文中给出的效果显现没有CP损坏的痕迹。但是，这一立异办法为科学家未来承认或扫除超出规范模型的CP损坏来历带来了期望。他说，北京谱仪III试验最新丈量效果此前已引起世界同行重视，并被2021年世界轻子光子大会约请为大会专题报告，“这是了解正反物质不对称的一个里程碑，我等待北京谱仪III试验世界协作组获得更多效果。”

李海波还着重，北京谱仪III试验的活络度远高于之前美国费米试验室的HyperCP试验，是HyperCP试验单案例活络度的1000倍，这得益于北京谱仪III试验上正反科西超子的自旋极化和量子羁绊。针对北京谱仪III试验此次丈量的高精度，他形象比方说，这比如一般丈量办法在地球上只能看到月球上的环形山，而用北京谱仪III最新的丈量办法，就能够看到着陆月球上的“嫦娥三号”探测器相同。

北京谱仪III探测器是我国自主研制的大型高能试验设备，该试验世界协作组成立于2008年，由来自亚洲、欧洲和美洲等17个国家80个研讨机构约500名科学家组成，是现在我国国内大科学设备上正在运转的最大世界协作组，中外科学家这次经过北京谱仪III试验协作完结的粒子物理重大突破效果，也成为科研范畴世界协作的模范。(完)