为什么我们看不到反物质？

据国外媒体报道，美国锡拉丘兹大学艺术与科学学院的物理学家已经证实，物质的衰变和含有魅力夸克的反物质基本粒子是不同的。

该学院的杰出教授谢尔登·斯通(Sheldon Stone)表示，这些发现是第一次被发现。然而，先前的研究已经观察到含有奇怪夸克或底部夸克的基本粒子中物质和反物质的不对称性。

谢尔登·柊司和该研究所高能物理研究小组的成员首次发现，D0介子和反D0介子衰变为更稳定的副产品的方式存在差异，测量的确定性达到99.999%。

介子是由一个夸克和一个反夸克组成的亚原子粒子，它们通过强相互作用结合在一起。谢尔顿·柊司说:“人们曾多次尝试测量物质和反物质之间的不对称性，但迄今为止没有人成功。”。"这是反物质研究的一个里程碑."为此，柊司与欧洲核子研究中心实验室大型强子对撞机底部夸克实验的研究人员进行了合作。

这些结果也预示着超越标准模型的新物理学，标准模型描述了基本粒子的相互作用。“在那一天到来之前，我们仍然需要从理论上尝试，用不那么深奥的方式解释观察结果，”柊司解释道。

每一个物质粒子都有相应的反粒子，除了相反的电荷外，其他方面都是一样的。例如，对氢原子和反氢原子的精确研究揭示了超过十亿分之一位数的相似性。当物质粒子与反物质粒子接触时，它们同时湮灭并释放能量——类似于大约140亿年前的大爆炸。谢尔顿·柊司说:“这就是为什么我们周围的宇宙中缺少天然反物质的原因。”。作为美国物理学会的成员，他获得了今年的帕诺夫斯基实验粒子物理学奖。

困扰谢尔顿·柊司的问题是物质和反物质的“平等但相反”的性质。他说:“如果宇宙诞生时爆发了等量的物质和反物质，那么除了纯粹的能量，应该什么都没有了。显然，这并没有发生。”因此，柊司和LHCb的研究人员一直在寻找物质和反物质之间的细微差别，以理解为什么物质在宇宙中如此普遍。

答案可能来自欧洲粒子物理研究所，在那里，科学家可以在世界上最大、能量最大的粒子加速器——大型强子对撞机(LHC)的帮助下，通过质子碰撞产生反物质。LHC产生的能量越高，碰撞过程中形成的粒子和反粒子就越多。

锡拉丘兹大学高能物理研究小组的博士后研究员伊万·波利亚科夫等科学家正在寻找这些碰撞“碎片”中的粒子成分。“反物质在我们的世界里是看不见的，所以我们必须人工制*物质，”他说。“这些碰撞的数据使我们能够理解衰变的过程以及不稳定粒子向更稳定副产品的转化。”

锡拉丘兹大学高能物理研究小组以其在夸克领域的开创性研究而闻名。夸克是一种基本粒子，是物质的基本单位。夸克有六种类型，或称“味道”，但科学家通常成对描述它们:向上/向下、魅力/古怪和顶部/底部。每对夸克都有相应的质量和电荷分数——夸克是唯一已知的带基本电荷的非整数粒子。

除了底部夸克之外，锡拉丘兹大学的高能物理研究小组也对魔法夸克非常感兴趣。尽管质量相对较大，但在衰变为更稳定的产物之前，迷醉夸克可以短暂存在。最近，研究小组研究了同一粒子的两个版本。其中一个版本包含一个魔法夸克和一个对跖夸克。另一个版本包含一个反魔法夸克和一个顶夸克。

根据大型强子对撞机的数据，研究人员已经确定了两种粒子，数量在数千万，并计算了每种粒子衰变为新副产品的次数。谢尔顿·柊司说:“对于两组粒子，两种可能结果之间的比例应该是相同的，但是我们发现相差大约十分之一。”。“这证明了charmquark物质和反物质粒子并不是完全可以互换的，”poliakov补充道，“粒子从外部看可能完全相同，但它们的行为在内部是不同的。这正是反物质令人困惑的原因。”

物质和反物质行为不同的想法并不新鲜。先前对奇夸克和底夸克的研究已经证实了这一点。谢尔顿·柊司得出结论，这项研究的独特之处在于，这是历史上第一次有人证实了迷倒夸克的不对称性。"这是一个可以载入史册的发现。"