科学家们刚刚证实了宇宙中心的问题:它根本不应该存在。
这是因为在存在之初,物质和物质的数量是等量的。现在应该已经互相湮灭了,这意味着大约 138 亿年后你就不会读到这篇文章了。
一种解释是物质和反物质之间的一些关键差异阻止了这场灾难,但瑞士欧洲核子研究中心的最新研究发现,除了相反的指控之外,它们似乎完全相同。
“我们所有的观察都发现物质和反物质之间完全对称,这就是为什么宇宙实际上不应该存在,”一位研究人员说,克里斯蒂安·斯莫拉。
“这里一定存在不对称性,但我们根本不明白差异在哪里。对称性破缺的根源是什么?”
据我们所知,从头开始,大爆炸产生了等量的物质和反物质——这两种物质构成了宇宙中几乎所有可见物质,以及它难以捉摸的镜像双胞胎。
鉴于当物质遇到反物质时,它们通常会在纯粹能量的闪光中被摧毁——足以为星舰企业号提供动力– 这意味着在宇宙诞生时一定有一些我们还不知道的东西阻止了这种情况的发生。
的磁性反质子,普通质子的反物质版本,是找到两种物质之间不平衡的最后希望之一。 但在进行了迄今为止最准确的测量后,科学家表示仍然没有差异。
由于反物质无法被物理遏制,研究人员使用潘宁陷阱带电粒子在极低的温度下容纳反质子,包裹在磁场和电场中,准备进行测量。
一路走来,该团队打破了反物质储存的记录——总共储存了 405 天。
用于储存反质子的潘宁陷阱。 图片来源:Stefan Sellner,日本 RIKEN 基本对称实验室
磁场强度的测量精确到 9 位有效数字,比以前的读数精度提高了 350 倍以上,而且仍然没有发现反质子和质子(或反物质和物质)之间的差异。
对于感兴趣的人来说,磁场强度测量结果为-2.7928473441 个核磁子,与质子的正值相匹配。
我们该去哪里?
欧洲核子研究组织的科学家们表示,要达到更高的精确度。 我们在这里生存和呼吸一定有某种原因。
要么那样,要么我们就在巨大的计算机模拟。
未来的实验计划更详细地研究反质子的磁性,并研究引力是否可能是每个人都试图发现的物质和反物质之间的区别。
与此同时,我们一直在更多地了解构成宇宙的物质,并且更精确的测量正在进行中,这一事实也许有一些安慰。
“通过多项新技术创新对实验进行升级,我们觉得还可以做一些进一步的改进,未来随着预计2021年完成的CERN升级,我们将能够实现至少十倍的改进,”斯莫拉说。
研究结果发表于自然。