科學家首次證實「重子」粒子中的物質與反物質不對稱現象

物理學家近期在大型強子對撞機(LHC)實驗中，首次明確觀測到一類稱為「重子」的粒子存在「電荷宇稱不守恆」(CP violation)現象。這項突破性發現，或許能為解開「宇宙為何由物質主導」這個百年謎題提供關鍵線索。

在日內瓦近郊的LHCb實驗中，研究團隊讓兩顆質子高速對撞，產生出由三種夸克(上夸克u、下夸克d和底夸克b)組成的Λb重子。當這些重子衰變成質子與其他次原子粒子(包括K介子和兩種π介子)時，科學家發現其衰變速率與反物質版本存在微小差異——這正是CP不守恆的明確證據。

這項研究成果已於3月21日提交至arXiv預印本資料庫，並在3月25日義大利拉休伊爾舉行的「莫里昂會議」上發表。特別值得注意的是，這是首次在重子粒子中達到「5σ」黃金標準的CP不守恆發現，統計顯著性遠超過以往任何相關研究。

CP不守恆現象之所以重要，是因為它可能解釋「宇宙物質優勢」之謎。根據大爆炸理論，宇宙誕生時應產生等量的物質與反物質，但現今觀測到的宇宙幾乎完全由物質構成。雖然科學家早年在「介子」類粒子中發現過CP不守恆，但其程度遠不足以解釋現今宇宙的物質-反物質失衡現象。

LHCb合作組織這項新發現，不僅將CP不守恆的研究領域拓展至重子粒子，更為後續探究物質優勢機制開闢了新途徑。儘管目前尚無法完全解開這個宇宙級謎題，但無疑是邁向終極答案的重要里程碑。