尋找物質(zhì)與反物質(zhì)之間新的不對稱性

曾經(jīng)是物質(zhì)粒子，永遠是物質(zhì)粒子?；虿?。由于量子物理學的一個怪癖，由兩個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舉行的研討會上，大型強子對撞機(LHC)的LHCb合作展示了其對中性D介子振蕩中物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱性的最新搜索結(jié)果，如果找到的話，將有助于揭示這一問題。關(guān)于宇宙中神秘的物質(zhì)-反物質(zhì)不平衡。

粒子物理標準模型的弱力會在含有夸克的粒子中引起物質(zhì)和反物質(zhì)之間的不對稱性，稱為CP破壞。然而，這些CP破壞的來源很難研究，也不足以解釋宇宙中的物質(zhì)-反物質(zhì)不平衡，這導致物理學家不僅要尋找新的來源，還要比以往更好地研究已知的來源。

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^察到但預測的振蕩中的CP破壞。

該合作團隊之前使用大型強子對撞機第一輪運行的完整數(shù)據(jù)集和來自LHC運行1的部分數(shù)據(jù)集測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和帶負電的π介子有關(guān)。運行2。

這一次，該團隊分析了完整的Run-2數(shù)據(jù)集，并通過將結(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)測量值——總體測量不確定度比LHCb之前實現(xiàn)的最小不確定度小1.6倍。

結(jié)果與之前的研究一致，證實了中性D介子的物質(zhì)-反物質(zhì)振蕩，并且沒有顯示振蕩中存在CP破壞的證據(jù)。研究結(jié)果要求未來使用大型強子對撞機第三次運行及其計劃升級的高亮度大型強子對撞機的數(shù)據(jù)來分析中性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兩個kaon或兩個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，以及衰變成一個中性kaon和一對介子，LHCb用它來記錄粒子物質(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，不應(yīng)該放棄任何途徑。

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