全球最大粒子對撞機首度發現「美麗粒子」 有望解開宇宙物質之謎

長久以來，物理學家始終無法解釋為何宇宙中物質遠多於反物質。如今，全球最大粒子加速器的一項突破性發現，或許能為這個宇宙級謎題提供關鍵線索。

位於日內瓦近郊的歐洲核子研究組織（CERN）大型強子對撞機（LHC）研究團隊，首度觀測到一種名為「美麗-Λ重子」的短壽命粒子，其衰變速率與對應的反物質粒子存在顯著差異。這種被稱為「電荷宇稱不守恆」（CP violation）的現象，正是解釋早期宇宙物質得以倖存的關鍵機制——若無此效應，宇宙將僅剩一片虛無。

值得注意的是，現行粒子物理標準模型預測的CP破壞程度，遠不足以解釋現今宇宙物質的豐沛程度。更特別的是，過去科學家僅在由夸克-反夸克對組成的介子中觀測到此現象，而構成宇宙可見物質主體的三夸克重子（如質子與中子）則從未發現。這項開創性發現可能為探索標準模型之外的物理學開闢新途徑。

LHCb實驗發言人Vincenzo Vagnoni解釋：「重子CP破壞效應較微弱，需要累積超過8萬次衰變事件才能首次觀測到這種物質-反物質不對稱性。」研究團隊透過分析2009至2018年間的粒子碰撞資料（每秒約2,500萬次質子對撞），追蹤美麗-Λ重子衰變產物（質子、K介子與正負π介子對）的特徵軌跡，最終測得重子與反重子衰變數差異達2.45%，統計顯著性更高達5.2個標準差。

根據宇宙學標準模型，大爆炸後的原始宇宙本是物質與反物質激烈碰撞的混沌狀態。理論上兩者應完全湮滅，但某種未知的不平衡（可能源自弱核力相關的CP破壞）使物質略勝一籌。研究團隊計劃在203年LHC重啟後，繼續尋找更多CP破壞證據，深入探究這個讓宇宙得以存在的關鍵機制。

Vagnoni強調：「觀測到CP破壞的系統越多、測量越精確，我們就越有機會檢驗標準模型並探索新物理。重子衰變中首度發現CP破壞，將為相關理論與實驗研究開創全新局面，甚至可能為標準模型之外的物理學建立新規範。」