反物质之谜: 宇宙丢失的另一半( 三 )
几十年来,粒子物理实验已经多次看到粒子与反粒子有不同的行为反应 。 这要从所谓的“弱核力”说起,弱核力是自然界的四大基本力之一,亚原子放射性衰变就是由它引起的 。 弱核力,加上引力、电磁力,它们共同控制着规模巨大的宇宙 。 剩下的一种是强核力 。 强核力的作用范围很小,大约只有原子核般的大小 。
1964年物理学家在研究K介子衰变时,发现K介子能自然衰变成反K介子,反K介子也可以衰变为K介子,但是这两个过程发生的频率却不一样 。 因此,一些科学家推测,宇宙在弱核力的作用下,也可能发生类似的情况——由于宇宙大爆炸时存在某些过程,更有利于物质的产生,或者说物质的产生频率更快 。 导致反物质的量不足,物质的量过剩了,而剩余的物质组成了今天的宇宙 。 科学家给出的估计是每形成十亿个反物质,可能就会产生十亿零一个物质 。 欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中进行的实验加强了这个猜测,在面对弱核力时,物质和反物质确实有不一样的反应 。
科学家参考了对撞机的数据,估测宇宙早期可以产生多少反物质,可惜答案并不是科学家们所期望看到的 。 之前给出的估计是每形成十亿个反物质的同时就产生十亿零一个物质,这意味着宇宙刚诞生时差不多有一半仍旧是反物质 。 然而,根据实验结果,宇宙刚诞生时的反物质质量只相当于一个普通的星系 。 显然,这和科学家估计的情况有非常大的差异,说明反物质的研究任务还很艰巨 。
宇宙到底有没有另一半?有的话,它会在哪里?反物质和物质为什么会有不同的行为?宇宙诞生之初究竟发生了什么事?这些问题仍尚待解决 。 可见浩瀚宇宙对于人类来说,依旧深不可测 。
【反物质之谜: 宇宙丢失的另一半】本文源自大科技*科学之谜 2016年第8期杂志重点文章、欢迎广大读者关注我们大科技的微信号:hdkj1997
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