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寻找宇宙丢失的另一半:反物质研究仍然迷雾重重

当一个炽热、致密的奇点发生爆炸时,宇宙中的第一批粒子就形成了。物理学家认为,在大爆炸那种极端条件下,光转化成了物质,即后来构成你我以及世间万物的电子、质子和中子。

但是,物理学家并不知道那种转化是如何发生的。在上世纪90年代,物理学家发现,他们可以通过让两束高能光束发生碰撞,把光转化为物质。他们还发现,光会同时产生数量相同的反物质。宇宙中的首批物质粒子跟它们的“镜像”反物质粒子理应在一场毁天灭地的爆炸中湮灭,物质本不应该存在。

然而,显而易见的是,物质是存在的。出于某种原因,宇宙大爆炸之后形成的物质数量超过了反物质,而物理学家不知道为什么。“这是宇宙中最大的谜团之一。”美国能源部下属费米实验室(Fermilab)的物理学家多恩·林肯(Don Lincoln)如是说。

过去50年里,物理学家一直在实验室和方程式中寻找着答案。这里有一个候选对象:一些人预测,有一种放射性过程能够把原子内的两个中子变成两个质子。该过程名为“无中微子双β衰变”,理论物理学家认为,它可以产生两个电子,但不会产生对应的反物质。两个新的物质粒子就这么出现在宇宙当中,探测器应该能够测量它们。如果宇宙大爆炸后这个过程发生的次数足够多,我们就能解释那些额外的物质从何而来。

研究人员用箔片包裹超灵敏探测器的各个面,以防止光逃逸