物质和反物质粒子在“希格斯潮产生失衡
2022-06-15 23:53阅读：
大多数的自然法则选择了平等地对待物质粒子和反物质粒子，适合物质的自然法则也适合反物质，自然法则的理论预期是一回事，自然法则的实验证实则是另一回事，可观测宇宙中的恒星和行星主要由物质粒子构成，而不是形成了反物质粒子的天体，自然状态的物质和反物质在数量上产生了极大的不对称性，在宇宙诞生的最早期，物质粒子比反物质粒子的比例多出了一点点，长期以来，科学家对物质和反物质比例微小的不对称性感到十分困惑。
加州大学洛杉矶分校的物理学家在《物理学评论通讯》杂志上发表了一项研究成果，他们设想了一种解决方案，可以帮助科学家揭开物质起源的神秘性。洛杉矶分校的物理学和天文学教授亚历山大·库先科目前担任卡福利研究所宇宙物理学与数学分所的高级研究员，他和同事们共同拟定了一个探讨物质起源的神秘性问题的思路，物质与反物质比例的不平衡的可能与希格斯波色子的性质有关。
2012年，实验物理学家在位于瑞士和法国边境的欧洲大型强子对撞机实验室首次发现了希格斯粒子，发现“上帝粒子”的重大消息震惊了科学世界，目前的实验的数据不够充分，科学家指出了许多疑点，年度重大的科学发现成果为英国科学家希格斯赢得了诺贝尔物理学奖，当年老的希格斯听到获奖的消息时感动到“老泪纵横”的程度。
库先科和他的科学同事认为，物质和反物质粒子的比例出现了不对称性，这可能源于希格斯场的运动，希格斯场与希格斯粒子的运动密不可分，格斯场赋予物质粒子和反物质粒子以质量，他是物质粒子和反物质粒子的质量之源。正是格斯场的运动性质使得物质粒子和反物质粒子的比例产生了不均衡性，物质粒子的比例稍多于反物质粒子，正反物质粒子的“中和反应”产生了剩余物质粒子的不平衡。
当一个粒子遇到了一个反粒子时，正反粒子将会产生湮灭反应，粒子和反粒子同时消失，从中释放了两个光子或释放了一对其它类型的粒子。所有的物质粒子在宇宙大爆炸的“原始羹汤”中混在一起，从宇宙大爆炸中产生了几乎相同数量的粒子和反粒子，两者的比例出现了微小的不对称性，平均在每100亿个粒子中多出一个物质粒子。“粒子羹汤”随
宇宙大膨胀的过程逐渐地冷却下来。
物质粒子和反粒子不断地发生碰撞并相互湮灭，有多少物质粒子消灭，也有多少反物质粒子随之消失，极少量比例的物质粒子保留下来，但物质粒子的绝对数量相当惊人，从遗留的物质粒子中最终形成了宇宙中的所有恒星和行星、气体和尘埃。“星星之火可以燎原”，幸存的物质粒子在宇宙演变的过程中“聚沙成塔”，极大数量的物质粒子最终聚集为今日宇宙的天体形态。
2012年，希格斯玻色子的发现在物理学史上产生了里程碑的意义，这是最近几十年来最伟大的科学发现之一。50年前，希格斯和几位物理学家第一次预言了“希格斯玻色子”，理论推测的希格斯粒子是现代自然理论的关键因素，希格斯粒子赋予所有的物体以质量。欧洲大型强子对撞机实验室的物理学家对一些粒子的质量进行了测量，发现了一个引人瞩目的特性，一些粒子的质量与宇宙大爆炸初期出现的希格斯场保持了一致，而一些粒子的质量比今日观测的粒子平均值高出了很多，库先科解释说，希格斯场可能“迫不得已”地下降到平衡状态，这种过程被称为“希格斯缓解”。
（编译：2015-3-10）
