尋找物質(zhì)與反物質(zhì)之間新的不對(duì)稱(chēng)性

曾經(jīng)是物質(zhì)粒子，永遠(yuǎn)是物質(zhì)粒子?；虿弧Ｓ捎诹孔游锢韺W(xué)的一個(gè)怪癖，由兩個(gè)不同夸克組成的四種已知粒子(例如由粲夸克和上反夸克組成的電中性D介子)可以自發(fā)地振蕩到它們的反物質(zhì)伙伴中，反之亦然。

在3月26日于CERN舉行的研討會(huì)上，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的LHCb合作展示了其對(duì)中性D介子振蕩中物質(zhì)-反物質(zhì)不對(duì)稱(chēng)性的最新搜索結(jié)果，如果找到的話，將有助于揭示這一問(wèn)題。關(guān)于宇宙中神秘的物質(zhì)-反物質(zhì)不平衡。

粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的弱力會(huì)在含有夸克的粒子中引起物質(zhì)和反物質(zhì)之間的不對(duì)稱(chēng)性，稱(chēng)為CP破壞。然而，這些CP破壞的來(lái)源很難研究，也不足以解釋宇宙中的物質(zhì)-反物質(zhì)不平衡，這導(dǎo)致物理學(xué)家不僅要尋找新的來(lái)源，還要比以往更好地研究已知的來(lái)源。

在最新的努力中，LHCb研究人員卷起了袖子，以前所未有的精度測(cè)量了一組參數(shù)，這些參數(shù)決定了中性D介子的物質(zhì)-反物質(zhì)振蕩，并能夠?qū)ふ移駷橹刮从^察到但預(yù)測(cè)的振蕩中的CP破壞。

該合作團(tuán)隊(duì)之前使用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)第一輪運(yùn)行的完整數(shù)據(jù)集和來(lái)自LHC運(yùn)行1的部分?jǐn)?shù)據(jù)集測(cè)量了相同的一組參數(shù)，這些參數(shù)與中性D介子衰變?yōu)閹д姷膋aon和帶負(fù)電的π介子有關(guān)。運(yùn)行2。

這一次，該團(tuán)隊(duì)分析了完整的Run-2數(shù)據(jù)集，并通過(guò)將結(jié)果與之前的分析結(jié)果相結(jié)合(排除部分Run-2數(shù)據(jù)集)，獲得了迄今為止最精確的參數(shù)測(cè)量值——總體測(cè)量不確定度比LHCb之前實(shí)現(xiàn)的最小不確定度小1.6倍。

結(jié)果與之前的研究一致，證實(shí)了中性D介子的物質(zhì)-反物質(zhì)振蕩，并且沒(méi)有顯示振蕩中存在CP破壞的證據(jù)。研究結(jié)果要求未來(lái)使用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)第三次運(yùn)行及其計(jì)劃升級(jí)的高亮度大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的數(shù)據(jù)來(lái)分析中性D介子的衰變和其他衰變。

其他令人感興趣的中性D介子衰變包括衰變成一對(duì)兩個(gè)kaon或兩個(gè)π介子，其中LHCb研究人員首次觀察到包含粲夸克的粒子中的CP破壞，以及衰變成一個(gè)中性kaon和一對(duì)介子，LHCb用它來(lái)記錄粒子物質(zhì)-反物質(zhì)振蕩的速度。在尋找宇宙中物質(zhì)-反物質(zhì)不平衡和其他宇宙奧秘的線索時(shí)，不應(yīng)該放棄任何途徑。

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