為(wei) 什麽(me) 是“物質”構成了我們(men) 今天的宇宙？（圖片來源：pixabay）

　　我們(men) 經常會(hui) 在理論物理學相關(guan) 的內(nei) 容中聽到或看到一個(ge) 稱為(wei) “反物質（antimatter）”的概念。“反物質”顧名思義(yi) 就是正常物質的相反狀態，這個(ge) 概念最初由英國物理學家保羅·狄拉克（Paul Dirac）在1928年的論文中做出預言。

　　“反物質”的提出原因是為(wei) 了解決(jue) 有關(guan) 於(yu) 量子力學的問題，以及宇宙起源的謎團。但一直以來困擾物理學家的是，為(wei) 什麽(me) 我們(men) 今天難以見到所謂的“反物質”？換句話說，為(wei) 什麽(me) 是“物質”構成了我們(men) 今天的宇宙？

　　由於(yu) 物質和反物質之間有著完全相反的性質，當它們(men) 相遇時就會(hui) 發生湮滅。因此，如果在宇宙誕生之初，物質和反物質的數量相同，那麽(me) 宇宙中隻會(hui) 剩下能量，而沒有其它任何東(dong) 西存在。但是顯然，物質在某個(ge) 時間裏占了上風。物質與(yu) 反物質的這種不對稱關(guan) 係至今為(wei) 止仍然是一個(ge) 未解之謎。

我們(men) 的世界中並沒有反物質，因此需要人為(wei) 地進行製造（圖片來源：pixabay）

　　不過，最近歐洲核子研究中心（法語Conseil Européenn pour la Recherche Nucléaire，簡稱CERN）的大型強子對撞機（Large Hadron Collider，簡稱LHC）卻獲得了一個(ge) 令人驚喜的結果。這座大型強子對撞機是世界上規模最大的粒子加速器，物理學家可以借助它進行理論物理學的研究。大型強子對撞機通過產(chan) 生高能量讓質子發生碰撞，在碰撞的過程中就會(hui) 形成粒子和反粒子（antiparticle）。在我們(men) 的世界中並沒有反物質，這是人為(wei) 製造反物質的方法之一。

　　來自美國雪城大學專(zhuan) 攻誇克的研究團隊與(yu) 歐洲核子研究中心開展合作，希望從(cong) 這些對撞結果中找到新的發現。雪城大學的研究人員對於(yu) 粲誇克（charm quark）格外注意。從(cong) 大型強子對撞機的數據中，研究人員發現，粲誇克在衰變為(wei) 更穩定的產(chan) 物之前可以存在一段時間。這意味著粲誇克的物質-反物質轉化關(guan) 係是不對稱的。這可能就是物質多於(yu) 反物質的原因之一。

　　我們(men) 知道，誇克（quark）是一種基本粒子，誇克的相互結合才有了構成原子核的質子、中子這些穩定的強子（hadron）。通過碰撞的數據，物理學家可以從(cong) 中了解到粒子由不穩定轉變為(wei) 穩定的具體(ti) 過程。誇克有6種“味（flavor）”，分別是上、下誇克，粲(càn)、奇(qí)誇克和頂、底誇克。每對誇克都有相應的質量和電荷。

這些研究成果可能預示著有標準模型之外的新物理學（圖片來源：pixabay）

　　過去物理學家隻在奇誇克（strange quark）和底誇克（bottom quark）上發現過這個(ge) 不對稱性，而上、下誇克（up quark & down quark）太過穩定、頂誇克（top quark）壽命太短，此次發現正好完成了整個(ge) 誇克係統關(guan) 於(yu) 這個(ge) 性質的研究。含有粲誇克的物質和反物質基本粒子在衰變上存在不同毫無疑問是一個(ge) 重大的發現。

　　研究人員表示，此次測量的確定性達到了99.9%，這些研究成果可能預示著有標準模型（Standard Model）之外的新物理學。標準模型描述了基本粒子間的相互作用，但直到今天它還是理論物理學未能完成的豐(feng) 碑。

　　我們(men) 靜待以此為(wei) 起點的理論嚐試和進一步的觀察結果。盡管新發現也並不能完全解釋為(wei) 什麽(me) 今天我們(men) 難以見到反物質，但是基本粒子中物質-反物質的不對稱性為(wei) 回答正反物質的存在問題提供了一個(ge) 似乎可行的方向。



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