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为什么宇宙是由物质构成的?这些“幽灵粒子”实验可以帮助我们找到答案
NOvA 和 T2K 实验的新联合分析为中微子行为提供了迄今为止最精确的观察,使科学家更接近于理解宇宙为何由物质组成。
来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻由于世界上两个领先的中微子实验的最新综合分析,科学家们距离解决物理学中的一个持久谜题又近了一步——为什么宇宙中含有任何物质。
通过汇集近 16 年的测量结果,美国的 NOvA 实验和日本的 T2K 实验绘制出了迄今为止最精确的图像,展示了中微子及其反物质双胞胎在行进过程中如何转变。研究结果于 10 月 22 日发表在《自然》杂志上,加深了对这些粒子行为方式细微差异的研究——这些差异可能有助于解释为什么在早期宇宙中物质战胜了反物质。
已发布如果两者完全对称,根据粒子物理学的标准模型,大爆炸应该在近 140 亿年前创造出等量的物质和反物质。事实上,由于物质和反物质在接触时会湮灭,一个完美平衡的宇宙应该以纯能量的洗涤而告终。然而,今天的宇宙绝大多数是由物质组成的,这表明某种微妙的机制在早期就赋予了物质轻微且仍然神秘的优势。
标准型号 等量 绝大多数由物质组成导致天平倾斜的主要嫌疑人是中微子,它是一种幽灵般的、几乎无质量的粒子,遍布宇宙,但很少与任何物体相互作用。这就是为什么科学家经常将它们称为“幽灵粒子”。物理学家长期以来一直想知道中微子和反中微子是否在实验检测到的方面表现不同。即使是一种微妙的不匹配,即所谓的 CP 破坏,也可以阐明物质如何获得其宇宙优势。
中微子 CP 违规“虽然还有更多东西需要理解,但关键的实验问题很明确:我们能否在中微子中看到这种对称性破坏,如果是的话,它有多大?”加州理工学院物理学教授、NOvA 团队联合负责人 Ryan Patterson 告诉 Space.com。
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