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美物理学家揭谜:”大爆炸”后人类为何能存活

11.09.2013 · Posted in 大庆家教杂谈

据美国物理学家组织网(北京时间)报道,美国费米国家实验室的物理学家称,他们仔细分析了该实验室的Tevatron加速器中收集到的质子和反质子碰撞的数据后发现,B介子衰变产生的μ介子对比反μ介子对多1%,这有助于解释为何宇宙间充斥着物质而不是反物质,或许也有助于解释人类为什么会存在。

  爱因斯坦相对论和量子物理的基本理论指出,在大约150亿年前宇宙“大爆炸”后的几纳秒内,同时产生了等量的物质和反物质。随着时间的推移,宇宙中各种粒子和其反粒子可能相遇,正反粒子碰撞后就发生湮灭,释放出光子。

  如果真是这样的话,今天的宇宙空间里就应该只剩下电磁辐射,我们都不应该存在于这个世界上,甚至恒星和银河系也不会存在。但显然,我们周围存在着由物质构成的宇宙,物质占有绝对的优势,而反物质只是偶然现象的结果,而且它只存在极短的时间。几十年来,物理学家一直试图揭开这个谜团。

  费米实验室Dzero项目组科学家收集了8年来数以万亿计的质子和反质子的碰撞数据,结果发现,在短短的一秒钟内,碰撞产生的中性B介子会在其正常的物质状态和反物质状态之间来回“摇摆”几万亿次,并且,B介子似乎能够更快地从其反物质状态转变到物质状态,而不是相反,最终使得在B介子衰变到μ介子时,物质比反物质多1%。

  Dzero项目组成员古斯塔夫·布鲁杰曼斯教授表示,新的研究结论虽然“令人兴奋”,但还要等到科学家直接观察到一直非常神秘的B介子的行为,结合这个实验中的结论才足以解开“我们为何存在”这个谜题。布鲁杰曼斯还表示,最有可能的解释是,也许存在着一些标准模型没有预测到的新粒子或者粒子之间的新关系,大型强子对撞机(LHC)或许可以给我们提供一些答案。

  幸亏有了这1%的不对称,否则我们的宇宙也许就是另一番虚无的景象。早在1967年,苏联物理学家、也就是人们熟知的那位持不同政见者安德列·萨哈罗夫就提出,电荷宇称破缺导致宇宙大爆炸后物质多于反物质。反物质在与物质的拼斗中很可能略逊一筹,而不像影片《星际旅行》吹嘘的那样强大。费米实验室的最新证据更加表明,迄今代表主流学术见解的宇宙标准模型即便正确,也很不完整,还有一些非常重要的东西等待我们发现。

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