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新发现为破解“反物质消失之谜”开辟蹊径

大亚湾实验的发现让所有研究中微子的科学家都感到兴奋。即使是大亚湾的竞争对手、日本T2K实验的发言人小林隆和郑章基教授也来信祝贺，表示：“中微子振荡实验的光明前景令人激动不已。有了这个大的13混合角，若上天继续眷顾我们，或许在我们有生之年可以揭开物质层次和CP破坏的奥秘。”

美国《科学》杂志在线版“科学此刻”栏目发表文章《中国物理学家揭露中微子测量的关键》，评价：“此次成果完成了一幅中微子的概念图”，并称“这为‘中微子与反中微子行为间不对称’的实验铺平了道路。其将可以解释为何现在的宇宙中有如此多的物质，却只有那么一丁点儿的反物质这一问题”。

原来，宇宙起源中的物质与反物质不对称很可能与它有关。当宇宙大爆炸发生时，根据粒子物理规律，正反物质应该成对产生，是一样多的。可是我们现在的宇宙中，并没有发现大量反物质存在的迹象。那么反物质哪里去了?

中微子存在振荡现象，同时意味着可能存在另一种不守恒，即电荷-宇称不守恒，就是上文说到的CP破坏(电荷用C表示，宇称用P表示)。李政道和杨振宁发现了宇称不守恒后，人们发现电荷和宇称乘起来一般来说却是守恒的，但也有很少的例外，称为CP破坏。如果存在大的CP破坏，那么在宇宙早期，反物质就有可能衰变得更快，导致现在的宇宙中只剩下了正物质。不过CP破坏很难测，现在还没有发现中微子的CP破坏现象。如果13很大，那么我们就可以设计实验，去测量CP破坏的大小，破解宇宙的奥秘。

当然，这个发现对中微子研究的其它方方面面也有着重要影响。比如，我们将更容易确定三种中微子哪个最轻，哪个最重，也许会更难确定中微子是不是它自己的反粒子，等等。

(曹俊作者为中国科学院高能物理所研究员)

延伸阅读

中微子能不能走进我们的生活?

奇妙的中微子，现在我们能够产生它，探测它，那么能不能在日常生活中用上它呢?几天前，美国费米实验室的科学家宣布，利用一个试验装置，成功地用中微子实现了通讯，带宽为0.1bps(位/秒)，误码率百分之一。由于中微子可以几乎不受阻挡地直线穿过物质，这种通讯不会受海水和地层的阻挡，也无法干扰、拦截和破解。也许有一天，它能变成实用的通讯方式。

不过在科学家眼中，基础研究的重要性要远远大于它的实用性。四百年前，丹麦科学家第谷仰望星空三十年，积累了大量的天文数据，由他的弟子总结成开普勒三定律，这是牛顿提出牛顿力学的重要依据。谁能想到，天天盯着星星看而窥得的行星运动的奥秘，几百年后却成为我们修造高楼大厦、桥梁、飞机、汽车、发射飞船卫星的根本?当我们窥探到了宇宙运行的奥秘，也许几十年或一百年后，中微子带给我们的知识，会同样融进我们生活的方方面面。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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