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LHC報(bào)告迄今最大正反物質(zhì)不對稱現(xiàn)象

時間:2022-03-22 10:33:55 來源: 科技日報(bào)


LHCb實(shí)驗(yàn)合作組成員之一、清華大學(xué)工程物理系副教授張黎明解釋稱,電荷共軛—宇稱(CP)不對稱已成為粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的重要組成部分。如果沒有它,宇宙大爆炸會產(chǎn)生等量的正反物質(zhì),它們相遇后會彼此湮滅。而要產(chǎn)生一個由物質(zhì)主導(dǎo)的宇宙,一定有更多物質(zhì)形成并在這場湮滅中幸存下來,由此正反物質(zhì)之間必須存在一些差異,即CP不對稱必然存在。

但粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中存在的CP不對稱情況不足以解釋我們觀測到的宇宙成分,因此科學(xué)家紛紛開始尋找CP不對稱的其他來源。LHCb實(shí)驗(yàn)的目的之一,就是研究CP不對稱現(xiàn)象,深入理解宇宙中正反物質(zhì)不對稱性的來源。

近日,LHCb合作組提交了帶電B介子無粲夸克三體衰變中CP不對稱研究的新結(jié)果。在這一衰變中,一個帶電B介子(由一個反底夸克和一個上夸克組成)會衰變成π介子和K介子的組合。所謂“無粲夸克”指一個底夸克衰變成一個上夸克,這一過程不太可能發(fā)生,因?yàn)榈卓淇酥饕プ優(yōu)轸涌淇恕R虼嗽谶@一罕見過程中,CP不對稱會表現(xiàn)得更明顯。

結(jié)果在帶電B介子衰變?yōu)閮蓚€K介子和一個π介子時,合作組觀察到了最強(qiáng)的全局不對稱性,其中帶電B介子衰變?yōu)棣薪樽印介子和反K介子的幾率比反B介子衰變?yōu)榉处薪樽?、K介子和反K介子的幾率高約20%。而在衰變?yōu)槿齻€π介子和衰變?yōu)槿齻€K介子時,他們還觀察到了全局CP不對稱性,其顯著性首次超過五個標(biāo)準(zhǔn)差,即“5—西格瑪”,表示新發(fā)現(xiàn)的置信度可以達(dá)到99.9999%。不過,針對衰變成兩個π介子和一個K介子的情況,CP不對稱仍然沒有得到確認(rèn)。

研究人員指出,最新結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)模型中CP不對稱產(chǎn)生的機(jī)制提供了重要線索,LHC“王者歸來”,新升級的LHCb探測器或有助他們開展更詳細(xì)的研究。


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