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日期: 2025-09-16 | 來源: 南風窗 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
“中微子質量如果為0的話，密度不同的結構是不可能存在的。所以中微子的性質對宇宙大爆炸之後如何演化到現在起了重要的作用。”王貽芳說。
這裡的大背景是，中微子不只是粒子物理學的研究范疇，也在天體物理學和宇宙學的范疇。多年來，壹個困擾了諸多物理學家，讓天體物理停滯不前的問題，是“反物質”的消失問題。
也就是說，物理學經過多年的研究，發現宇宙大爆炸在開始的極短時間內，產生了大量數目相當的正物質和反物質。而現有的物理模型無法解釋接下來的變化。
探測器裝置的模型/圖源：廣州日報
反物質究竟是如何“不見”的，科學家們認為的壹個研究方向是，反物質的消失應該來自正物質和反物質有不同的性質，導致宇宙在大爆炸時，最後產生的正物質比反物質多壹點。
只是，通過實驗，科學家發現，無論是（萬有）引力、電磁相互作用還是強相互作用，對正物質和反物質的影響是完全壹樣的。按照物理學的語言，這是壹種優美的“對稱性”。
這時，只剩下已知的最後壹種基本相互作用力——弱相互作用力，使正物質和反物質存在壹些差別。
很多科學家因此將目光放在中微子的研究上。作為“幽靈粒子”，科學家們發現，中微子不像別的粒子和誇克，它不會被前述叁種基本作用力吸引，只參加弱相互作用。物理學家將正、反中微子的差別命名為“CP破壞”，並用“CP破壞相角”來描述這壹差別。
圖源：中國科學院高能物理研究所
中微子從此變成研究反物質的窗口。科學家們相信，倘若CP破壞相角足夠大，量子反常過程會將輕子反輕子不對稱轉化為宇宙中的正反物質不對稱，最終導致當前的天體均由正物質組成。
2012年，大亞灣實驗室對混合角θ13的成功測定給了很多人信心。王貽芳團隊發現，混合角θ13足夠大，這說明中微子的正物質和反物質的差別也可能大。從此，眾多科學家和大國，將研究重心放在了對中微子的質量、性質測定。
“這便是宇宙的奇妙之處了。銀河系的尺度約為10萬光年，觀測到的宇宙的尺度更是達到了137億光年，但是宇宙最基本的組成單元卻只有6種誇克及電子、中微子等17種基本粒子以及反粒子。”王貽芳寫道：“要揭開宇宙的最大謎團‘反物質去哪裡了’，也依賴於空間尺度小於10的負18次方米的粒子物理學。”
“這也意味著物理學極大和極小的統壹。”
實驗物理的意義
即使有了充分的科學目標和科學論據，主張建設大型物理裝置的實驗物理學家們仍要面對漫天的爭議。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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