據美國趣味科學網站1月3日(北京時間)報道，美國費米國家加速器實驗室的科學家宣稱，他們首次觀察到了粲夸克(charm quark)衰變成其反粒子(反粲夸克)現象。1974年，科學家首次預測了這種名叫“混合”的現象，但至今實驗室未觀察到。科學家們表示，最新實驗不僅有助于回答為什么宇宙由物質組成這個問題，而且，也有可能找到新粒子存在的證據。研究發表在最近出版的《物理評論快報》上。
夸克是一種基本粒子，也是構成物質的基本單元，存在著6種夸克：上夸克、下夸克、頂夸克、底夸克、奇夸克和粲夸克。一個質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，而理論預言傳遞強相互作用的膠子(Gluon)也由夸克組成。
在費米實驗室的粒子加速器內，兩個質子以接近光速相互碰撞，隨后爆炸成一團包含有不同類型夸克的粒子云。兩個質子相互碰撞會產生足夠高的能量，使夸克重新組合成介子(meson)，其由一個夸克和一個反夸克組成。介子和這種高能碰撞產生的大部分粒子的壽命都很短暫，很快會衰變成其他類型的粒子。科學家們這次在實驗中不僅觀察到了粲夸克，也發現粲夸克自發地變成反粲夸克。
粒子物理學標準模型預測，粲夸克可能會采用這種方式衰變，但迄今為止，科學家們從未觀察到這一現象。而且，這種夸克“混合”的數學計算非常復雜。該研究的合作者、美國韋恩州立大學的物理學家保羅·卡新說：“標準模型存在的一個問題是，其方程式并沒有簡單的解。在高能實驗中，很難對包括強相互作用在內的情況進行計算。”
對粲夸克和反粲夸克之間的轉換進行觀察，或許還能為我們提供有關“丟失的反物質”的證據。如果它們的行為一樣，那么，就沒有所謂的“宇稱破壞”了，反之，相反。研究人員指出，盡管最新實驗沒有發現“宇稱破壞”，但這或許只意味著“宇稱破壞”中可能會出現的參數被限定于某一范圍，“宇稱破壞”仍有可能出現。
科學家們將繼續進行實驗，以厘清粲夸克和反粲夸克的行為是否相同。卡新表示：“這將打開一個全新的探索領域。”
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