神秘希格斯玻色子可能導(dǎo)致宇宙中反物質(zhì)消失
據(jù)國外媒體報道看,近日一項(xiàng)新研究稱,三種尚未被觀測到的希格斯粒子可能已經(jīng)導(dǎo)致宇宙中幾乎所有的反物質(zhì)消失。反物質(zhì)是粒子物理學(xué)中反粒子概念的延伸,當(dāng)物質(zhì)與反物質(zhì)結(jié)合時,會像粒子和反粒子結(jié)合一樣,發(fā)生湮滅并釋放出高能光子(伽馬射線)或其他能量較低的正反粒子對。目前,科學(xué)家還未在宇宙中找到反物質(zhì),這種正反物質(zhì)的不對稱性成為現(xiàn)代物理學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。 希格斯玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型里的一種基本粒子,極不穩(wěn)定,生成后會立刻衰變。2012年,物理學(xué)家利用大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)證實(shí)了希格斯玻色子的存在。在預(yù)印本雜志arXiv上發(fā)表的一篇論文中,來自紐約布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室和堪薩斯大學(xué)物理與天文系的三位理論物理學(xué)家描述了一項(xiàng)新的理論。他們表示,有三種類型的希格斯玻色子可能使物質(zhì)與反物質(zhì)發(fā)生碰撞,導(dǎo)致反物質(zhì)幾乎完全消失。 在宇宙中,常規(guī)物質(zhì)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過反物質(zhì)的數(shù)量,F(xiàn)有的研究結(jié)果顯示,宇宙中每發(fā)現(xiàn)一個反物質(zhì)粒子,就有大約10億個物質(zhì)粒子,盡管事實(shí)上,每一次亞原子反應(yīng)都會產(chǎn)生等量的反物質(zhì)粒子和物質(zhì)粒子。 有科學(xué)家提出理論,認(rèn)為反物質(zhì)可能在宇宙形成后很快就消失了,而在大爆炸之后的宇宙中,希格斯玻色子發(fā)揮了關(guān)鍵作用。因此,研究人員開始對希格斯玻色子展開研究。具體來說,他們假定存在三種尚未被發(fā)現(xiàn)的希格斯粒子,稱為“希格斯三駕馬車”(Higgs Troika),它們很可能對反物質(zhì)的消失負(fù)有責(zé)任。 研究人員表示,這三種粒子,連同可能構(gòu)成早期宇宙特征的大量能量,可能導(dǎo)致了常規(guī)物質(zhì)的匯集。在這個由物質(zhì)和反物質(zhì)組成的高能量湯中,新產(chǎn)生的物質(zhì)與對應(yīng)的反物質(zhì)直接結(jié)合,然后湮滅,最終消除了幾乎所有反物質(zhì)。 研究人員已經(jīng)對這一理論進(jìn)行了初步驗(yàn)證。他們指出,這三種粒子不同的衰變速度可能創(chuàng)造了一場“完美風(fēng)暴”,使常規(guī)物質(zhì)在能量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了反物質(zhì),從而創(chuàng)造了今天科學(xué)家觀察到的近十億比一的比例。 |