世界不是对称的吗？为什么宇宙中物质比反物质多？

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宇宙充满了物质，但是这些物质的存在到底是为了什么？谁也不知道。

我们知道物质是如何产生的，甚至可以在实验室里产生物质，但这里有个难题。每次我们在粒子加速器中制造物质，我们都会得到等量的反物质。这对于实验室来说是完美的，但是如果大爆炸产生了等量的物质和反物质，这两种物质会在早期相互毁灭，留下一个光子的宇宙海洋。但显然这不符合现实。

我们所见的都是物质，很显然，物质比反物质要多得多，为什么宇宙中物质比反物质多呢？它仍然是宇宙学中最大的谜团之一，而这一切都归结于物理学中的对称性。物理学的大部分原理都植根于守恒和对称性原理。空间似乎在所有方向上都是科学家集聚了大量的研究关注如何以及何时打破对称性。在粒子物理学中尤其如此。既然粒子是在宇宙早期被创造出来的，这也有助于我们理解宇宙是如何形成的。在宇宙学中，最重要的是CP对称。

CP代表电荷奇偶性，它代表两个对称的组合。电荷对称意味着一个完全由物质构成的宇宙和一个由反物质构成的宇宙应该以同样的方式运行。也就是说，它们应该是对称的。奇偶性可以描述为镜像。如果你照镜子时举起右手，你的形象就会举起左手。奇偶性对称意味着，如果宇宙中左右颠倒，什么也不会改变。

如果CP对称总是成立，那么我们的物质宇宙就不可能存在。但我们知道CP对称性有时会被破坏。例如，在1964年，人们发现了一种叫做“Kaon”的中性粒子，它有两种不同的类型，它们都是CP双粒子。如果CP对称是守恒的，那么这两种类型的介子应该以相同的速率衰变。我们发现这两种Kaon类型的衰变速率略有不同。两者之间的差异有千分之三，很显然它们不是完全对称。

还有其他已知的例子，但问题是，即使你把它们都结合起来，也不足以解释一个只有物质的宇宙。至少有另一种方法可以破坏CP对称。根据发表在《自然》杂志上的新研究，答案可能是中微子。

中微子不带电荷，但它们确实以物质和反物质的形式出现，所以CP对称仍然适用于它们。问题是，它们是出了名的难以察觉。而且即使你探测到它们，也很难区分中微子和反中微子。

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近日吗，有研究小组控制了中微子束，他们可以分辨出他们探测到的是中微子还是反中微子。他们收集了十多年的数据，发现了一种叫做中微子振荡效应的CP破坏。


原文地址：今日头条