神秘馬約拉粒子，或能解開宇宙最大謎團

科學家聲稱，「馬約拉粒子」—— 一種性質奇特、自身即為反粒子的粒子，有可能解釋宇宙中最大的種種謎團。一項大膽的新研究指出，我們宇宙中物質和反物質存在著顯著的失衡，但一種名為「馬約拉粒子」的奇異粒子，或許終能解釋其中緣由。

近期一項預印本研究表明，一組隱藏的「幽靈粒子」家族，可能是宇宙中所有暗物質的源頭，也是宇宙中存在物質的原因。現代宇宙學中最令人費解的問題之一，便是宇宙最初為何充滿了物質。問題在於，幾乎所有基本粒子反應所產生的物質粒子和反物質粒子數量完全相同，接著它們會在能量爆發中相互湮滅。然而，宇宙中物質極為豐富，反物質卻極少。那麼，為何在宇宙早期一切沒有消失殆盡呢？

這個問題被稱為重子生成問題，目前主流假說認為，在大爆炸最初的瞬間，某種未知過程導致了物質相對於反物質的失衡。但那個過程究竟是什麼呢？新研究表明，答案可能隱藏在被稱為微中子的幽靈般微小粒子中。這項研究於12月18日釋出在預印本伺服器arXiv上，尚未經過同行評審。

微中子有三種型別，且都具有奇特的性質。其一，它們質量極小，甚至比電子質量還要小得多。其二，它們都是「左旋的」，這意味著在運動時，它們的內部自旋方向僅有一個，不同於其他粒子自旋方向可以有兩種。

由此人們推測，可能存在更多我們尚未探測到的微中子種類 —— 即已知微中子的右旋對應粒子。這是因為左旋和右旋微中子之間的相互作用可能使它們獲得質量。在近期的論文中，研究人員提出了一個模型，其中有兩種右旋微中子，它們質量極高。該模型顯示，在宇宙最初的瞬間，左旋和右旋微中子處於完美平衡狀態。但隨著宇宙膨脹和冷卻，這種平衡被打破，對稱性破缺使得左旋微中子獲得質量，而右旋微中子從視野中消失。

然而，研究人員的模型發現，這一劇烈變化還帶來了其他後果。一方面，由於微中子會與其他粒子相互作用，它們的對稱性破缺引發了一系列連鎖反應，打破了物質和反物質之間的微妙平衡。另一方面，右旋微中子相互混合，產生了一種全新的粒子，被稱為馬約拉粒子。馬約拉粒子是一種假設性粒子，自身即為反粒子。研究人員的計算表明，在早期宇宙的混沌中，這種粒子會大量產生。

馬約拉粒子將作為遠古時代的遺存留存下來，構成每個星系大部分的質量，但卻依然隱形且難以捉摸。換言之，它可能是暗物質的候選者，暗物質正是那種充滿宇宙的神秘隱形物質。

這是一個大膽卻全面的假說。據研究人員稱，單一機制就能解釋微中子的奇特性質、導致宇宙中物質佔主導地位的重子生成問題，以及神秘暗物質的出現。

截至目前，尚無任何實驗證據證明右旋微中子的存在，更不用說像馬約拉粒子這樣更為奇特的粒子了。但研究人員預測，如果馬約拉粒子存在，它可能處於一些微中子實驗的可探測範圍內，比如超級神岡探測器和波爾克西諾探測器 —— 這兩個地下微中子探測器分別位於日本和義大利。只有時間能證明，這些實驗是否會發現與此假說相符的新訊號 —— 但如果真的發生，我們可能正邁向解開眾多宇宙學謎團的道路。

編輯註：本文於1月11日更新，糾正了一個拼寫錯誤。文章先前版本將所提出的粒子稱為「Majoran」，正確名稱為「Majoron」。