早期宇宙中轴子场导致更多物质生成

访问次数:282  发表时间:2020-03-27

最新研究发现

轴子如果存在,不仅可以解释暗物质来源,还可解释为什么宇宙主要由物质组成。
图片来源:美国《科学新闻》周刊网站

宇宙为什么由物质而非反物质组成?是科学界最大未解之谜之一。美国科学家在最新一期《物理评论快报》杂志指出,轴子或许是帮助物质打败反物质的幕后功臣

暨南大学理工学院教授杨峤立对科技日报记者解释说:“1977年,科学家提出轴子这一假想粒子。他们认为,如果这种亚原子粒子真的存在,可以解决两大粒子物理学难题:一是暗物质来源;二是为什么夸克(组成质子和中子的粒子)之间的强相互作用遵守电荷和宇称(CP)对称而弱相互作用不遵守。

轴子的潜力可能还不止于此!据美国《科学新闻》网站25日报道,密歇根大学的洪东名和普林斯顿大学的针谷启介表示,轴子或可解释为什么宇宙主要由物质组成——早期宇宙中,轴子场可导致物质的产生超过反物质。

科学家认为,138亿年前,宇宙大爆炸本应产生了同等数量的正物质和反物质,但正反物质相遇时会彼此湮灭,因此在宇宙演化过程中,可能存在某种过程,让物质打败了反物质,但科学家一直未曾找出原因,有人认为中微子在其中发挥关键作用,但新研究认为幕后功臣或是轴子。

最新观点基于轴子场的演化。轴子场是一种假想的、弥散于空间的场。新研究称,轴子场的振动会产生轴子。在早期宇宙中,轴子场处于可能的最低能量状态前拥有很多能量。通过一系列与强作用力(让夸克紧紧依附在一起)和弱作用力(产生某些放射性衰变)相关的相互作用,在早期宇宙中,轴子场的螺旋衰变产生了更多物质

杨峤立说:最新研究极富创新性,正反物质不对称是人类自然科学的重大未解之谜之一,新研究极大拓展了理论研究的可能性。

科学家目前正借助一些试验通缉轴子,如美国的轴子暗物质实验ADMX)。但这两位科学家认为,轴子质量可能比ADMX实验搜寻的要大得多,国际轴子天文台等实验未来有望搜寻质量更大的轴子。此外,另一种尚未现身的大质量粒子或许也是解释现有正反物质之间的数量偏差的关键。

科技日报北京3月26日电 (记者刘霞)


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