费米实验室精确测定物质与反物质转换速率

费米实验室研究成果费米实验室精确测定物质与反物质转换速率设在费米实验室的国际CDF(Collider Detector at Fermilab)合作组织对物质反物质之间的超快转换进行了最精确的测量

实验发现某些B介子可以自发地转变成为反B介子然后再变回B介子,转变速度为三万亿次每秒

这一结果与粒子物理标准模型相吻合,并再次证明电荷宇称破缺的存在,而CP破缺被认为是宇宙中物质比反物质多的原因

宇宙学家们相信,在大爆炸最初产生的物质与反物质等量

但是如果物质与反物质精确对等,则在它们湮灭之后就只能剩下光子

事实并非如此,在这个宇宙中物质比反物质要多得多

物质统治下的宇宙的客观存在说明,物质与反物质在大爆炸之后经历了不同的演化过程

在粒子物理标准模型中有一个过程叫做电荷宇称破缺(CP violation),它是造成物质、反物质命运炯异的原因

CP破缺意味着,当物理定律用之于三维反转和反物质粒子时要有所变化

CP破缺可以用不同的方法来证明

在1964年中性发现中性K介子的过程中间接地证明了CP破缺

2001年斯坦福BaBar研究组和Belle研究组各自独立地在实验中发现了B介子的这一过程

而BaBar小组更是在2004年发现B介子与反B介子衰变的差异而“直接”证明了CP破缺

B介子是一种由正反物质共同构成的短命粒子,它由一个夸克和一个反夸克组成

CDF的物理学家们研究物质-反物质转化的对象是Bs介子,它是由一个底夸克和一个反奇异夸克组成的

2001年在费米实验室万亿电子伏质子反质子对撞机上启动了这项称为“Tevatron Run II”的实验项目

虽然正负质子对撞机比KEK和SLAC的设备产生的强子数要多得多,但是籍此观察B介子衰变依然是一项非常艰难的工作

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