首页 / 世界奇闻

LHCb实验首次观测到重子CP破坏 探索宇宙正反物质不对称之谜获重大突破

2025-03-30 10:44世界奇闻

当地时间3月24日晚,欧洲核子研究中心(CERN)在第59届国际电弱相互作用和统一理论会议上宣布,大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)合作组首次在重子衰变中观测到电荷共轭—宇称联合变换对称性破坏(简称CP破坏)现象。这一结果有助于我们进一步认知宇宙演化过程,被视为人类探索基本对称性破坏历程中一座新的里程碑。LHCb中国研究团队对这一重大突破作出了关键性的贡献。

据介绍,此次发现重子衰变中的CP破坏,不仅验证了粒子物理标准模型的预言,更为探索超越标准模型的新物理现象开辟了崭新的路径。随着大科学装置迭代升级、前沿技术集中涌现、实验性能日益提升,科学家有望在更高的精度下解析CP破坏机制,重构138亿年前决定物质存续的关键瞬间,早日解开宇宙中正反物质不对称之谜。

宇宙大爆炸本应产生等量的正物质与反物质,然而如今的可观测宇宙几乎完全由正物质主导。这一谜题被《科学》(Science)期刊列入全世界最前沿125个科学问题,其核心可能在于正反粒子行为的细微差异,即CP对称性破坏。

自1956年李政道和杨振宁提出弱相互作用下宇称不守恒理论后,对基本对称性破坏机制的探索一直是粒子物理学前沿的重大科学问题,相关研究成果多次被授予诺贝尔物理学奖。1964年,物理学家首次在含奇异夸克的介子衰变中观测到CP破坏,此后数十年间相继在含底夸克、粲夸克的介子体系验证了这一现象。然而,重子作为构成可见物质的基本单元,六十多年来,人们从未发现其CP破坏的迹象。相较一对正反夸克组成的介子,由三个夸克组成的重子更为复杂,对其衰变模式的理论预言和实验观测难度更高,极具挑战性。

据悉,LHCb中国研究团队与我国理论物理学家密切配合,系统遴选出对CP破坏具有高灵敏度的一系列底重子衰变模式并联合攻坚,近期取得了重大突破:先是在底重子的三体衰变中发现了CP破坏的迹象,又通过海量数据分析和交叉验证,最终在底重子到质子、奇异介子和正反π介子的四体衰变中确认了正反底重子衰变率的差异,显著性水平达到5.2倍标准差,从而首次证实了重子系统的CP破坏。

LHCb合作组由来自24个国家、100家研究机构的近1800名研究人员组成。自2000年清华大学成为合作组正式成员以来,中国团队始终专注于重味物理前沿研究,先后吸纳华中师范大学、中国科学院大学、武汉大学、中国科学院高能物理研究所、华南师范大学、北京大学、湖南大学、兰州大学、中国科学技术大学、河南师范大学和西北工业大学等高校和研究机构加入,在探测器研制和关键物理课题研究中发挥越来越重要的作用。

团队一方面聚焦重味强子产生机制与强子谱学研究,在首次发现五夸克态和双粲重子等里程碑式成果中担纲主力;另一方面,近十年来在重味强子CP破坏探索上系统布局,先后取得Bs介子系统CP破坏的高精度测量、B介子到粲偶素衰变直接CP破坏的首个迹象等重要成果,继而率先叩开重子CP破坏之门。

本文来自【人民日报中央厨房-半亩方塘工作室】,仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布传播服务。

ID:jrtt

猜你喜欢

  • 世界奇闻

    冷湖!探索宇宙的世界级“星辰之眼”!上海交大领衔为中国天文学发展再添利器

    上海交通大学JUST光谱望远镜(Jiao-tong University Spectroscopic Telescope,简称JUST)基建项目建设启动会,昨天在冷湖天文观测基地B平台举行,标志着国产大型通用光谱望远镜研发实现了零的突破,中国天文观测再添新利器。JUST望远镜项目选址在青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山。这是全球天文学家的“朝..

    2025-04-29
  • 世界奇闻

    揭秘宇宙神秘面纱:从星尘到星河 探索我们所处宇宙的真实模样

    当我们仰望星空时,那无垠深邃的夜空总是能唤起我们内心深处对宇宙的无限好奇与想象。在这里,我们将一同踏上探索宇宙奥秘的旅程,试图揭开它真实的面貌。一、宇宙的起点:大爆炸宇宙的起源,被大多数科学家认可的理论是宇宙大爆炸。这一理论描述了宇宙从一个极热、密集的状态开始,经历了漫长的膨胀过程,形成了我们今天所..

    2025-04-28
  • 世界奇闻

    银河系晕中的巨大磁环:研究宇宙磁场的新突破

    在宇宙的无垠星空中,揭示银河系磁场的神秘面纱一直是天文学家们不懈追求的目标。最近,中国科学院国家天文台传来了令人振奋的消息:他们成功发现了银河系晕中存在的一个巨大磁环,这一重大发现为宇宙磁场的研究开辟了新的视角。研究成果已经在国际著名学术期刊《天体物理学杂志》上正式发表,标志着中国在这一领域取得了重..

    2025-04-28
  • 世界奇闻

    破解太阳系密码:探索宇宙的璀璨明珠

    #长文创作激励计划#在广袤无垠的宇宙中,太阳系宛如一颗璀璨的明珠,散发着无尽的神秘与魅力。亲爱的朋友们,当我们仰望星空,对那闪烁的星辰充满好奇与遐想时,你是否真正了解这个与我们息息相关的太阳系?今天,让我们一同揭开太阳系的神秘面纱,深入探寻它的概况、星系结构和运行规律。一、太阳系的概况太阳系,这个位于..

    2025-04-28
  • 世界奇闻

    大爆炸之前宇宙两种猜想:循环模型和量子涨落

    宇宙的起源是科学界最为神秘和引人入胜的话题。它关乎着我们的本质和命运。为了探索这个问题,我们不断地观测、思考和实验,逐渐建立了一套科学的理论和方法。目前,最广泛接受的宇宙起源理论是“大爆炸理论”,它认为宇宙是从一个极其高温高密度的状态急剧扩展到今天的广袤宇宙。然而,大爆炸之前宇宙是什么样子?又是什么..

    2025-04-28
  • 世界奇闻

    人类对于宇宙的探索

    自人类文明诞生以来,对宇宙的探索就从未停止。从最初的仰望星空,充满好奇与想象,到如今凭借先进的科技手段进行深入研究,这一历程充满了挑战与突破。 古代的人们通过肉眼观察星空,制定历法,辨识星座,试图理解天体的运行规律。随着科学的发展,望远镜的发明让人类能够更清晰地观测天体。从伽利略的天文观测到哈勃望远..

    2025-04-27
  • 探索百科

    哈勃宇宙空间望远镜获得猎户座行星状星云

    座行星状星云最新照片? 照片 : ALMA ESO/NAOJ/NRAO, J. Bally/H. Drass et al.据俄罗斯卫星网:了猎户座行星状星云的照片,它的外形像一粒很大的咖啡种子或刚刚形成的胚胎。该照片刊登在天文望远镜网站上。行星状星云是夜空中最醒目的标志之一。它由酷热气体组成,延伸几光年。在遥远的历史,天文学家们将它当做太阳。直到..

    2025-04-27
  • 世界奇闻

    宇宙中有时空隧道吗?一个视频带你了解#探索宇宙

    宇宙中有时空隧道吗?如果我们找到了时空隧道可以实现穿越吗?时空隧道是科幻作品中的常见概念,它通常被描述为连接宇宙中两个不同时间和地点的一种特殊通道。然而根据目前的科学理论和观测,时空隧道并没有被证实存在。在物理学中有一些理论,如爱因斯坦的广义相对论预言了宇宙中可能存在的某些特殊结构,如虫洞,它们在数..

    2025-04-26

微信分享

微信分享二维码

扫描二维码分享到微信或朋友圈

链接已复制