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        北京譜儀III開創探索正反物質不對稱性的新方法

        發布時間:2022-06-02 11:30:25  |  來源:中國網·中國發展門戶網  |  作者:王振紅  |  責任編輯:孔令瑤

        中國網/中國發展門戶網訊  (記者 王振紅)北京譜儀III合作組實現了一種創新實驗方法,為研究物質和反物質不對稱性提供了極其靈敏的實驗探針。相關研究成果于2022年6月2日在《自然》雜志上正式刊發。

        據悉,北京譜儀III探測器是我國自主研發的大型高能實驗裝置,自2008年改造完成運行至今,仍保持著良好的運行狀態,共有來自17個國家、80家科研機構約500名科研人員圍繞其合作開展科研工作,是當前國內正在運行的最大國際合作組。利用該裝置產出的科研數據,科學家已發表了400余篇高水平科研論文。本次發表的科研成果是由我國科學家和國外合作者共同完成的,是國際合作的典范。

        在北京譜儀III實驗中,電子與其反粒子正電子碰撞的能量是其固有質量的上萬倍。在這些碰撞中,電子和正電子湮滅,并從釋放的能量中產生其他粒子或粒子對。在這項新的研究中,科研人員利用正反科西超子的“自旋”信息和量子關聯來揭示正反物質不對稱性,粒子物理學家稱為“CP破壞”。超子衰變是尋找CP破壞的一個很有希望的狩獵場,因為它們的“自旋”方向可以通過其“子粒子”的衰變直接測量??紤]成對的正反超子級聯衰變,可以把強力和弱力的貢獻分開,導致對CP破壞測量的敏感度顯著提高。北京譜儀III實驗這一創新方法為尋找 CP 破壞提供了一種全新的視角。

        盡管《自然》一文中給出的結果顯示沒有CP破壞的跡象。然而,這一創新方法為科學家未來確認或排除超出標準模型的CP破壞來源帶來了希望?!斑@是理解正反物質不對稱性的一個里程碑,我期待北京譜儀III合作組將取得更多成就?!敝锌圃涸菏?、中科院高能物理研究所所長王貽芳研究員說?!氨本┳V儀III實驗的靈敏度遠高于之前費米實驗室的HyperCP實驗,是HyperCP實驗單事例靈敏度的1000倍,這得益于BESIII實驗上正反科西超子的自旋極化和量子糾纏?!盉ESIII國際合作組發言人李海波研究員強調說。

        北京譜儀III探測器正面照

        正反科西超子級聯衰變演示圖:如果物質和反物質遵循相同的物理法則,科西超子與反科西超子的衰變應該是鏡像對稱的,只是空間坐標是相反的。鏡像之間紐帶連接表示正反超子的量子關聯。

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