宇宙物質數量為何比反物質多？LHCb 實驗揭露兩者行為差異新線索

宇宙學模型表明，大爆炸應產生等量物質和反物質，且兩者碰面即相互湮滅，但出於某些原因未發生此情況，身為物質的我們才存在。現在，CERN 科學家可能進一步解釋為何宇宙物質及反物質數量不平衡。

從人類、地球、太陽到星系，宇宙所有可見事物都是由重子組成的物質（matter），但宇宙學模型表明大爆炸應產生數量相同的物質及反物質（Antimatter），而物質與反物質一碰觸就會湮滅（釋放高能光子），所以科學家至今仍在思考為何當今宇宙遺留的絕大多數都是正粒子，物質數量遠超反物質數量，此明顯重子不對稱性現象稱為 CP 不守恆（charge-parity violation）。

物理學家推測，雖然物質與反物質像攣生兄弟，兩者行為仍存在某種未知差異，才導致當今宇宙由物質而非反物質主導，但過去只在介子（1 個夸克與 1 個反夸克組成的粒子）明確觀測到 CP 不守恆現象，對由 3 個夸克組成的重子物質來說，無法有效解釋其與反重子物質的行為差異。

直到最近，CERN 大型強子對撞機底夸克實驗（Large Hadron Collider beauty，LHCb）團隊提出重子衰變過程發生 CP 不守恆的第一個觀察結果，或者說重子、反重子物質不以完全相同的方式衰減，相對差異 2.5％，顯著性差異達 5.2 個標準差，驗證重子物質和反物質之間不對稱性。

這項研究有助解答「我們為什麼存在？」等基本問題，物理學家將繼續尋找 CP 不守恆更多來源，確認是否有些事物超出粒子物理學標準模型預測。

新論文發表在《自然》（Nature）期刊。

• Breaking: Major Antimatter Discovery May Help Solve Mystery of Existence
• CERN Physicists Find Key Piece of the Matter-Antimatter Puzzle
• Where did all the antimatter go? This mismatch in how subatomic particles behave could hold a clue
• New Clue to How Matter Outlasted Antimatter at the Big Bang Is Found

（首圖來源：pixabay）

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(责任编辑：谢政廷)