【大紀元2021年01月17日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）科學家發現能探測到的所有粒子，都存在其對應的反粒子，即特性一模一樣，只是帶相反電荷的粒子。科學家把這兩種物質分別稱為正物質和反物質。還認為，當正物質遇到反物質將發生「湮滅」，消失成為一道能量。
可是，按照大爆炸誕生宇宙的理論，大爆炸將生成對等數量的正物質和反物質。那麼二者遇到將全部湮滅。然而今天我們看到的宇宙中，幾乎找不到反物質的蹤影，至今科學家只在一些放射性衰變過程和宇宙射線中發現一些反物質。那反物質上哪兒去了，大爆炸之後發生了什麼事情？這一直是物理學上最大的難題之一。
最近，擁有世界上最大粒子加速器的歐洲核研究組織（CERN）在正物質和反物質的研究上，發現了能夠解釋這個疑問的一點新的線索。
科學家對這個問題提出了一個大概的解釋，認為大爆炸後在那個又高溫又高密度的狀態下，一定存在某種變化過程，更容易產生正物質，導致正物質相比反物質出現少量盈餘。隨著宇宙的降溫，所有的反物質都和等量的正物質發生湮滅而被銷毀，最後盈餘的那部分正物質，生成了現在我們看到的宇宙。
具體是怎樣的過程才會導致正物質出現盈餘，現在還不明確，也是過去幾十年來物理學家在鑽研的問題。
新研究發現了什麼呢？這得從已知的正反粒子振蕩、正反粒子衰變差異說起。
正反粒子振蕩過程的衰變差異
夸克是現在科學家追蹤到的組成物質的最基本粒子。科學家從夸克入手研究正物質和反物質的區別。夸克有上（up）、下（down）、頂（top）、底（bottom）、粲（charm）和奇（strange）六種味態，每種味態的夸克都有它們對應的反夸克。
普通物質原子核內的質子和中子由上夸克和下夸克構成，其它夸克則由高能物理過程產生，比如歐洲核研究組織的大型強子對撞機。
科學家把由一個夸克和一個反夸克組成的粒子稱為介子，並發現四種中性介子（B⁰s、B⁰、D⁰和K⁰）很特別。1960年，科學家第一次觀察到，這些介子能夠自發地變成自己的反粒子，再變回來，也就是說在正反粒子之間出現來回的振蕩。
由於它們不穩定，在振蕩過程的某個階段它們將衰變成更穩定的粒子，而正介子和反介子的衰變過程存在著細微的不同。卡比博-小林-益川矩陣（Cabibbo-Kobayashi-Maskawa，CKM）就是描述振蕩和衰變規律的框架理論。
該理論提出，由於振蕩過程中正反粒子衰變的不同，導致正物質稍微多一些，但是，這個差別還不足以解釋當今宇宙正物質的富餘。
所以，科學家仍在尋找究竟還有哪些不知道的基礎物理過程，才能解釋這個謎題。
新發現是什麼？
歐洲核研究組織的大型強子對撞機（LHCb）研究B⁰s介子衰變成一對帶電K介子的過程。不同的質子相撞產生的B⁰s介子，每秒鐘可在自身和反粒子之間來回振蕩3萬億次。
不同的質子對撞除了產生B⁰s介子，也會產生B⁰s介子的反粒子，也會經歷類似的振蕩。研究人員由此將正介子和反介子的特性進行對比。
結果發現，其中一種介子的衰變率稍微高一些。研究稱，這是第一次觀測發現正反B⁰s介子的衰變，在振蕩過程中出現的不對稱現象。
研究稱，這項發現是正反物質差異研究上的一項里程碑，而且他們測量得到了不對稱性的幅度。這一數據有助於測量完善這一理論的多個參數。
英國格拉斯哥大學（University of Glasgow）粒子物理學教授埃克倫德（Lars Eklund）說，從多個不同的角度調查正反物質不對稱的機制，將幫助科學家找到這個謎題的根本答案。「從最小粒子層面研究，是我們了解大範圍宇宙的最佳途徑。」◇
責任編輯：朱涵儒#
