日本发现中微子可能也有对称性破缺现象
新华社东京8月8日电(记者华毅)日本高能加速器研究所和其他机构最近在美国芝加哥举行的一次国际学术会议上发表了一份报告,称他们发现对称性破缺现象不仅可能存在于夸克中,也可能存在于中微子中,这将有助于揭示宇宙形成的奥秘。
根据已知的理论,大约137亿年前,宇宙在“大爆炸”中诞生,之后出现了质量相同但电荷相反的夸克、电子和其他粒子以及反粒子。一旦粒子与反粒子碰撞,它们将以光的形式释放能量并湮灭。因此,如果两者总是共存,宇宙中的物质最终会消失。现在反物质几乎消失了,形成了一个物质的宇宙。
对称性破缺理论是解释这一现象的理论。科学家认为反粒子的存活概率不如粒子,因为除了相反的电荷之外,还有其他微小的差异。这种粒子和反粒子之间的性质差异被称为“对称性破缺”,其机制是亚原子物理学中的一个重大谜团。
日本科学家小林和吉川敏英因发现对称性破缺的起源而获得2008年诺贝尔物理学奖。1972年,他们在一个标准模型的框架下解释了一个特定对称性破缺的起源。当时,他们预测标准模型必须包括一些当时尚未发现的夸克。夸克比质子和中子等亚原子粒子更基本。在接下来的20年里,他们预测的夸克被一个接一个地发现了。
尽管对称性破缺的理论已经在夸克这个基本粒子上得到实验证明,但没有关于中微子的相关实验研究。
自2010年以来,由日本高能加速器研究所和其他机构组成的一个国际研究小组利用茨城县的质子加速器设施“J-PARC”向大约300公里外的岐阜县的大型中微子探测器“超级上冈德”发射中微子和反中微子,以观察它们各自的变化。中微子和反中微子分别有三种变化形式,在太空飞行时会发生变化。结果表明,中微子和反中微子在形态变化的概率上是不同的,研究小组认为可能存在对称性破缺现象。
这项研究有望进一步帮助揭示宇宙形成的奥秘,研究小组将在未来收集更多相关数据。
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