研究者研究行為電中性粒子被稱為也許最終找到了解決幾十年來困擾物理學家的謎團的方法。
新結果來自T2K實驗在日本可以解釋為什麼宇宙誕生時並沒有形成等量的物質和反物質,這導致了我們仍然可以觀察到的嚴重不平衡今天。
根據所製定的規則粒子物理標準模型和愛因斯坦的廣義相對論,大爆炸應該產生等量的物質和反物質。
但因為物質和當它們相遇時互相湮滅,只留下能量,這實際上不可能發生,因為物質和反物質相等意味著不存在宇宙。
物理學家將可觀測宇宙中物質和反物質之間的不平衡稱為重子不對稱性。
這就是中微子發揮作用的地方。幽靈粒子',中微子非常難以檢測,因為它們幾乎不與宇宙的其他部分相互作用。 這意味著旨在測量它們的實驗需要極其靈敏的儀器和整個系統大量的觀察時間。
除了,還有它的反物質對應物──反中微子──它們都分為三種:電子、μ子和τ子。
2013年,科學家們參與了 the T2K項目在日本 找到了第一個證據中微子能夠在這些形式之間改變或“振盪”。
T2K 實驗涉及來自世界各地的 500 多名科學家,並使用兩個相距約 300 公里(186 英里)的地點作為全國範圍的實驗實驗室:日本質子加速器研究中心 (J-Parc)和超級神岡天文台(如上圖)。
現在,最新結果來自T2K 的持續實驗正在進行中,並且他們展示了 32 μ 中微子變成電子中微子的證據,儘管只有 4 個μ子中微子變成了反電子中微子。
時間實驗背後的團隊還不完全了解這裡發生了什麼,但這就是科學家一直在尋找的物質和反物質之間的不平衡,並且可以提供違反所謂的行為的證據電荷宇稱 (CP) 對稱性。
正如麗莎·格羅斯曼(Lisa Grossman)新科學家CP 對稱性解釋說,如果我們用各自的反粒子取代所有粒子,物理學將基本上保持不變。
這意味著早期宇宙中應該存在相同數量的物質和反物質——我們知道自從我們存在以來就不存在這種情況。 因此,任何顯示 CP 對稱性偏差的現象(例如 T2K 項目觀察到的中微子不平衡)對於解釋這種差異都很重要。
「我們知道,為了在宇宙中創造出比反物質更多的物質,你需要一個違反 CP 對稱性的過程,」來自美國的物理學家 Patricia Vahle 說。NOvA中微子實驗沒有參與 T2K 的人告訴格羅斯曼。
在我們太興奮之前,值得注意的是,到目前為止,T2K 測試僅達到了第二西格瑪水平滿分六分。
這些等級用於驗證和確認粒子物理學的發現,並且直到達到第五級才認為發現已得到證實,因此現在還為時過早。 但初步數據表明,這項新研究與三年前的發現非常吻合。
進一步的反中微子實驗計劃於明年進行,相關團隊計劃收集更多數據以幫助證實他們的假設。
即使到那時,我們也無法確切地知道中微子和反中微子如何解釋重子不對稱問題,但我們會知道我們的研究重點在哪裡。