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反物质焦虑:宇宙不应该存在

哈勃望远镜看到的面纱星云。因为看起来很酷。(图像:NASA/ESA/哈勃遗产团队)“KDSPs”宇宙不应该存在,根据新的反质子的超精密测量。“KdSPE”“KdSPS”,但是事实上,我正在打字这篇文章,而你正在读它,但是,暗示我们在这里,因此,在我们对宇宙所受物理的理解中,一定有一些地方是错误的。

宇宙是物质与反物质之间史诗般战斗的化身,这场战斗发生在138.2亿年前的大爆炸之后。显然,物质赢得了-因为有星系,星星,行星,你,我,仓鼠,长时间在沙滩和啤酒上行走,但是物质赢得的是物理学上最大的谜团之一。[太空中最奇怪的东西]

据预测,在原始宇宙中产生了等量的物质和反物质(这是标准物理模型的基本预测),但如果真是这样,宇宙中的所有物质在与反物质接触时都应该被湮灭——一个巨大的砰的一声,紧接着是一个巨大的失望。

这个物理难题集中在这样一个观点上:所有粒子的反物质孪晶都有相同的量子数,只有完全相反的量子数。质子有反质子,电子有正电子,中微子有反中微子等等;这是量子世界中对称性的一个美丽例子。但是,如果这些量子数中有一个在物质和反物质粒子之间有微小的差别,它也许可以解释为什么物质成为宇宙的主导“物质”,因此,为了测量粒子的量子态之一,欧洲核子研究中心重子-反重子对称性实验的物理学家们,位于瑞士日内瓦附近,对反质子的磁矩进行了最精确的测量。BASE是一个复杂的硬件,它可以精确测量质子和反质子的磁矩,试图探测两者之间的极小差异。如果存在差异,这也许可以解释为什么物质比反物质更占优势。

然而,这项反质子磁矩的最新测量表明,质子和反质子的磁矩完全相同,达到了创纪录的精度水平。事实上,反质子的测量甚至比我们对质子磁矩的测量更精确——考虑到反质子的研究难度,这是一个惊人的壮举。

这可能是物理学家第一次获得比物质更精确的反物质测量,这证明了“欧洲核子研究中心的反质子减速器取得了进展,”物理学家克里斯蒂安·斯莫拉在欧洲核子研究中心的一份声明中说。反质子减速器是一种能够捕获反粒子(由欧洲核子研究中心质子同步加速器发生的粒子碰撞产生)并将其导入其他实验的机器,如碱。

反物质的观测和测量非常困难。如果这些反粒子与粒子接触,它们就会湮灭——你不能简单地把一堆反质子塞进一个烧瓶里,指望它们玩得很好。因此,为了防止反物质与物质接触,物理学家必须制造出能隔离反质子与物质接触的磁真空“陷阱”,从而允许进一步的研究。

一个主要的研究领域是开发出越来越复杂的磁陷阱;陷阱磁场中最微小的缺陷含有反物质会使粒子泄漏。磁场越完美,泄漏的可能性就越小,反物质从物质中悬浮的时间就越长。多年来,物理学家们已经取得了越来越长的反物质遏制记录。

在10月18日发表在《自然》杂志上的这项新研究中,研究人员使用了两个低温冷却的潘宁陷阱的组合,它们将反质子固定在适当的位置,形成一个记录-收割405天。在那个时候,他们能够对反物质施加另一个磁场,迫使粒子的自旋发生量子跃迁。通过这样做,他们可以以惊人的精度测量他们的磁矩。

根据他们的研究,反质子的磁矩为-2.792847344142μN(其中μN是核磁子,一个物理常数)。质子的磁矩为2.7928473509μN,几乎完全相同,微小的差别在实验误差范围内。因此,如果质子和反质子的磁矩不同,它必须比目前的实验小得多。“KDSPE”“KDSPs”这些微小的测量值是巨大的——你可以说:普遍含义。“KDSPE”“KDSPs”“我们所有的观测都发现物质和反物质之间的完全对称性,这就是宇宙不应该存在的原因,”Smorra补充说。这里必须存在一个不对称性,但我们根本不知道这个差异在哪里。如果没有,那么物理学家需要在别处找到它们的不对称性。

跟随Ian@astroengine。最初发表在astroengine上。“

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