首次發(fā)現(xiàn)D介子粒子與反D介子粒子的衰減差異

據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，歐洲核子研究中心(CERN)的科學家，首次發(fā)現(xiàn)了D介子粒子與反D介子粒子的衰減差異，為解釋宇宙為何由物質(zhì)而非反物質(zhì)組成提供了新途徑。

參與大型強子對撞機(LHC)上LHCb實驗的科學家做出了上述發(fā)現(xiàn)。此前，研究人員已預測到這種行為差異，而且這也符合粒子物理學標準模型。

物質(zhì)和反物質(zhì)擁有同樣的屬性，除電荷相反外，它們應該“行為”一樣，甚至“外貌”也一樣，這種現(xiàn)象名為CP對稱。這一對稱也表明，宇宙誕生時產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì)。但等量的物質(zhì)和反物質(zhì)一開始就會彼此湮滅，人類也將不復存在。如果這一對稱性有損壞——CP破缺，則意味著有些反物質(zhì)的行為與其對應物質(zhì)不一樣，或許可以解釋為什么現(xiàn)在的宇宙由物質(zhì)主宰。

自20世紀60年代以來，物理學家已在K介子和B介子(都由兩個夸克組成)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了CP破缺現(xiàn)象，相關(guān)研究分別于1980年和2008年榮膺諾貝爾獎。

但到目前為止，科學家從未在任何包含“璨”夸克的粒子(如D介子)內(nèi)看到CP破缺。英國利物浦大學的粒子物理學家、LHCb團隊成員塔拉·謝爾斯說：“觀察到璨介子物質(zhì)和反璨介子物質(zhì)行為的不同，為我們提供了一種新方法。”

CERN研究人員之一、阿姆斯特丹國家核能和高能物理研究所的粒子物理學家奧莉雅·艾貢姬娜也表示，盡管D介子行為的這一影響太小，不足以完全解釋物質(zhì)的主導地位，但它提供了解決問題的新途徑。科學家可從中尋找與標準模型的偏差，最終解釋物質(zhì)—反物質(zhì)之間的不平衡。

此外，這一發(fā)現(xiàn)還將有助于理論家更好地理解D介子和類似粒子中這一行為背后的機制。

當然，物理學家們知道，物質(zhì)的主導地位不能僅靠夸克和反夸克的行為來解釋，發(fā)現(xiàn)新的CP破缺仍是粒子物理學面臨的最大挑戰(zhàn)之一。(劉霞)

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