中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門(mén)戶網(wǎng)訊 (記者 王振紅)北京譜儀III合作組實(shí)現(xiàn)了一種創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法,為研究物質(zhì)和反物質(zhì)不對(duì)稱性提供了極其靈敏的實(shí)驗(yàn)探針。相關(guān)研究成果于2022年6月2日在《自然》雜志上正式刊發(fā)。
據(jù)悉,北京譜儀III探測(cè)器是我國(guó)自主研發(fā)的大型高能實(shí)驗(yàn)裝置,自2008年改造完成運(yùn)行至今,仍保持著良好的運(yùn)行狀態(tài),共有來(lái)自17個(gè)國(guó)家、80家科研機(jī)構(gòu)約500名科研人員圍繞其合作開(kāi)展科研工作,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)正在運(yùn)行的最大國(guó)際合作組。利用該裝置產(chǎn)出的科研數(shù)據(jù),科學(xué)家已發(fā)表了400余篇高水平科研論文。本次發(fā)表的科研成果是由我國(guó)科學(xué)家和國(guó)外合作者共同完成的,是國(guó)際合作的典范。
在北京譜儀III實(shí)驗(yàn)中,電子與其反粒子正電子碰撞的能量是其固有質(zhì)量的上萬(wàn)倍。在這些碰撞中,電子和正電子湮滅,并從釋放的能量中產(chǎn)生其他粒子或粒子對(duì)。在這項(xiàng)新的研究中,科研人員利用正反科西超子的“自旋”信息和量子關(guān)聯(lián)來(lái)揭示正反物質(zhì)不對(duì)稱性,粒子物理學(xué)家稱為“CP破壞”。超子衰變是尋找CP破壞的一個(gè)很有希望的狩獵場(chǎng),因?yàn)樗鼈兊摹白孕狈较蚩梢酝ㄟ^(guò)其“子粒子”的衰變直接測(cè)量??紤]成對(duì)的正反超子級(jí)聯(lián)衰變,可以把強(qiáng)力和弱力的貢獻(xiàn)分開(kāi),導(dǎo)致對(duì)CP破壞測(cè)量的敏感度顯著提高。北京譜儀III實(shí)驗(yàn)這一創(chuàng)新方法為尋找 CP 破壞提供了一種全新的視角。
盡管《自然》一文中給出的結(jié)果顯示沒(méi)有CP破壞的跡象。然而,這一創(chuàng)新方法為科學(xué)家未來(lái)確認(rèn)或排除超出標(biāo)準(zhǔn)模型的CP破壞來(lái)源帶來(lái)了希望?!斑@是理解正反物質(zhì)不對(duì)稱性的一個(gè)里程碑,我期待北京譜儀III合作組將取得更多成就。”中科院院士、中科院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳研究員說(shuō)?!氨本┳V儀III實(shí)驗(yàn)的靈敏度遠(yuǎn)高于之前費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的HyperCP實(shí)驗(yàn),是HyperCP實(shí)驗(yàn)單事例靈敏度的1000倍,這得益于BESIII實(shí)驗(yàn)上正反科西超子的自旋極化和量子糾纏?!盉ESIII國(guó)際合作組發(fā)言人李海波研究員強(qiáng)調(diào)說(shuō)。
北京譜儀III探測(cè)器正面照
正反科西超子級(jí)聯(lián)衰變演示圖:如果物質(zhì)和反物質(zhì)遵循相同的物理法則,科西超子與反科西超子的衰變應(yīng)該是鏡像對(duì)稱的,只是空間坐標(biāo)是相反的。鏡像之間紐帶連接表示正反超子的量子關(guān)聯(lián)。
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