根據(jù)牛津大學(xué)物理學(xué)家對(duì)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)數(shù)據(jù)的分析，有一種亞原子粒子可在物質(zhì)和反物質(zhì)之間來(lái)回切換。正反粒子之間幾不可測(cè)的微小質(zhì)量差異或許就是宇宙誕生之初，沒(méi)有直接湮滅的原因。

反物質(zhì)和“物質(zhì)”一般的區(qū)別僅僅是兩者的電荷電性。這意味著，如果物質(zhì)和反物質(zhì)粒子接觸，它們就相互湮滅。

使事情復(fù)雜的是，一些粒子，如光子，實(shí)際上是它們自己的反粒子。其他一些粒子甚至被認(rèn)為同時(shí)作為兩種狀態(tài)的奇異疊加態(tài)而存在。

而現(xiàn)在，一種新的粒子已經(jīng)加入了這個(gè)專屬俱樂(lè)部——粲介子。這種亞原子粒子通常由一個(gè)粲夸克和一個(gè)上反夸克組成，而它的反物質(zhì)相當(dāng)于由一個(gè)粲反夸克和一個(gè)上夸克組成。通常情況下，正反粲介子是涇渭分明的，但新的研究卻發(fā)現(xiàn)，粲介子可以在兩者之間自發(fā)切換。

最終泄露秘密的是，這兩種狀態(tài)的質(zhì)量略有不同。我們指的是極端的 "輕微"——差別僅僅0.0000000000000000000000000000000001克。

這一令人難以置信的精確測(cè)量值，源于牛津大學(xué)的物理學(xué)家從大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)第二次運(yùn)行期間收集的數(shù)據(jù)。粲介子是在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞中產(chǎn)生的，通常在衰變成其他粒子之前只能行進(jìn)幾毫米的距離。

通過(guò)比較在不同距離上衰變的粲介子，研究小組發(fā)現(xiàn)質(zhì)量差異是驅(qū)動(dòng)它們是否變成反粒子的主要因素。

這一絕對(duì)微小的發(fā)現(xiàn)可能對(duì)宇宙產(chǎn)生巨大的影響。根據(jù)粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，大爆炸應(yīng)該產(chǎn)生等量的物質(zhì)和反物質(zhì)，隨著時(shí)間的推移，所有的物質(zhì)都會(huì)發(fā)生碰撞和湮滅，使宇宙最終空空如也。顯然，這并沒(méi)有發(fā)生，物質(zhì)以某種方式占據(jù)了主導(dǎo)地位，但是是什么導(dǎo)致了這種不平衡？

新發(fā)現(xiàn)提出假設(shè)，像粲介子這樣的粒子從反物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的頻率比從物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉次镔|(zhì)的頻率高。這種細(xì)微的差異，最終導(dǎo)致物質(zhì)占了上風(fēng)。

這項(xiàng)研究已經(jīng)提交給《物理評(píng)論快報(bào)》雜志，并且目前可以在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上找到。

資料來(lái)源：Oxford University, CERN

celk:

有三點(diǎn)要指正，一個(gè)是“研究小組發(fā)現(xiàn)質(zhì)量差異是驅(qū)動(dòng)它們是否變成反粒子的主要因素”，其實(shí)不是“是否變成反粒子”，而是“變成反粒子又變回來(lái)的頻率”，更具體地說(shuō)，質(zhì)量越接近、差異越小，正反粒子來(lái)回變臉的速度就越慢。
第二點(diǎn)是“新發(fā)現(xiàn)提出假設(shè)，像粲介子這樣的粒子從反物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的頻率比從物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉次镔|(zhì)的頻率高”，這種描述有點(diǎn)魯莽了，首先這項(xiàng)成果不是發(fā)現(xiàn)了什么新東西，而是準(zhǔn)確測(cè)量出了理論預(yù)言的質(zhì)量差，其次這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果本身并沒(méi)有提出什么假設(shè)，只是科學(xué)家開(kāi)始幻想：既然這次把粲介子振蕩頻率成功測(cè)出來(lái)了，那說(shuō)不定不久的將來(lái)就可以測(cè)量“從正變反”和“從反變正”兩個(gè)過(guò)程的細(xì)微差異了……這也不是什么假設(shè)，就是個(gè)暢想未來(lái)……
第三點(diǎn)比較硬核，報(bào)道原文也比較草草了事、但勉強(qiáng)說(shuō)得通，不過(guò)譯文將草草了事的部分也刪了，前后文一銜接就出問(wèn)題了。文中提到“這兩種狀態(tài)的質(zhì)量略有不同”，說(shuō)的是粲介子和反粲介子的質(zhì)量略有不同嗎？不是的，無(wú)論粲介子還是反粲介子都沒(méi)有固定的質(zhì)量，這正是其神奇之處，你需要將它們量子疊加起來(lái)，“粲介子+反粲介子”以及“粲介子-反粲介子”這兩個(gè)東西才能分別具有固定的質(zhì)量，而且這兩個(gè)質(zhì)量“略有不同”