（記者 崔倩）記者從中科院高能所獲悉，近日，北京正負電子對撞機上北京譜儀(BES)III實驗完成了世界上最精確的正反科西超子衰變不對稱測量，于今日在《自然》雜志正式刊發(fā)。
什么是正反科西超子衰變？
眾所周知，宇宙是由物質(zhì)組成的，而反物質(zhì)是正常物質(zhì)的反狀態(tài)。當正反物質(zhì)相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發(fā)生爆炸并產(chǎn)生巨大能量。
盡管在宇宙大爆炸之初應(yīng)該產(chǎn)生等量的正反物質(zhì)，那為什么我們的宇宙卻只有物質(zhì)組成而非反物質(zhì)？這個問題困擾了科學(xué)界半個多世紀。
粒子衰變實驗就為研究正反物質(zhì)不對稱提供了重要線索——如果粒子和反粒子的衰變模式存在差異，那么這些差異可能是導(dǎo)致我們今天豐富的物質(zhì)世界形成的原因。
然而，由于粒子衰變通常是由多種相互作用誘導(dǎo)發(fā)生的，比如一種類似質(zhì)子的短壽命粒子叫做科西超子，它的內(nèi)部含有兩個重的奇異夸克和一個輕夸克，其衰變過程中既有弱也有強作用發(fā)生，如何識別是哪種作用導(dǎo)致正反物質(zhì)衰變行為不同呢？北京譜儀III實驗就利用處于量子糾纏的正反科西超子對的級聯(lián)衰變，成功地把導(dǎo)致正反物質(zhì)不對稱的弱作用力從強作用力中分離出來，這一創(chuàng)新方法和實驗結(jié)果引起該領(lǐng)域世界同行的密切關(guān)注。
什么是北京譜儀III實驗？
北京譜儀III實驗國際合作組成立于2008年，是由來自亞洲、歐洲和美洲等17個國家80個研究機構(gòu)約500名科學(xué)家組成的國際合作組。
在北京譜儀III實驗中，電子與其反粒子正電子碰撞的能量是其固有質(zhì)量的上萬倍，正負電子以幾乎接近光速相向運動，頭對頭碰撞。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。在這項新的研究中，科研人員利用正反科西超子的“自旋”信息和量子關(guān)聯(lián)來揭示正反物質(zhì)不對稱性，粒子物理學(xué)家稱為“CP破壞”?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)超子衰變是尋找CP破壞的一個很有希望的“狩獵場”，因為它們的“自旋”方向可以通過其“子粒子”的衰變直接測量?？紤]成對的正反超子級聯(lián)衰變，可以把強力和弱力的貢獻分開，導(dǎo)致對CP破壞測量的敏感度顯著提高。北京譜儀III實驗這一創(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)果顯示沒有CP破壞的跡象。然而，這一創(chuàng)新方法為科學(xué)家未來確認或排除超出標準模型的CP破壞來源帶來了希望?！斑@是理解正反物質(zhì)不對稱的一個里程碑，我期待北京譜儀III合作組將取得更多成就?！敝锌圃涸菏?，高能物理研究所所長王貽芳研究員說?！坝捎谧孕龢O化和量子糾纏，北京譜儀III實驗的靈敏度遠高于之前費米實驗室的HyperCP實驗，盡管HyperCP實驗產(chǎn)生的超子是BESIII實驗的1000倍?！盉ESIII國際合作組發(fā)言人李海波研究員強調(diào)說。
北京譜儀III探測器
源自北京時間2022.6.2 原地址https://m.btime.com/item/460pfcbr11c8v6qbhrtnalmqr89
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