據(jù)美國趣味科學(xué)網(wǎng)站1月3日（北京時間）報道，美國費米國家加速器實驗室的科學(xué)家宣稱，他們首次觀察到了粲夸克（charm quark）衰變成其反粒子（反粲夸克）現(xiàn)象。1974年，科學(xué)家首次預(yù)測了這種名叫“混合”的現(xiàn)象，但至今實驗室未觀察到?？茖W(xué)家們表示，最新實驗不僅有助于回答為什么宇宙由物質(zhì)組成這個問題，而且，也有可能找到新粒子存在的證據(jù)。研究發(fā)表在最近出版的《物理評論快報》上。
      夸克是一種基本粒子，也是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，存在著6種夸克：上夸克、下夸克、頂夸克、底夸克、奇夸克和粲夸克。一個質(zhì)子由兩個上夸克和一個下夸克組成，而理論預(yù)言傳遞強相互作用的膠子（Gluon）也由夸克組成。
      在費米實驗室的粒子加速器內(nèi)，兩個質(zhì)子以接近光速相互碰撞，隨后爆炸成一團包含有不同類型夸克的粒子云。兩個質(zhì)子相互碰撞會產(chǎn)生足夠高的能量，使夸克重新組合成介子（meson），其由一個夸克和一個反夸克組成。介子和這種高能碰撞產(chǎn)生的大部分粒子的壽命都很短暫，很快會衰變成其他類型的粒子。科學(xué)家們這次在實驗中不僅觀察到了粲夸克，也發(fā)現(xiàn)粲夸克自發(fā)地變成反粲夸克。
      粒子物理學(xué)標準模型預(yù)測，粲夸克可能會采用這種方式衰變，但迄今為止，科學(xué)家們從未觀察到這一現(xiàn)象。而且，這種夸克“混合”的數(shù)學(xué)計算非常復(fù)雜。該研究的合作者、美國韋恩州立大學(xué)的物理學(xué)家保羅?卡新說：“標準模型存在的一個問題是，其方程式并沒有簡單的解。在高能實驗中，很難對包括強相互作用在內(nèi)的情況進行計算。”
      對粲夸克和反粲夸克之間的轉(zhuǎn)換進行觀察，或許還能為我們提供有關(guān)“丟失的反物質(zhì)”的證據(jù)。如果它們的行為一樣，那么，就沒有所謂的“宇稱破壞”了，反之，相反。研究人員指出，盡管最新實驗沒有發(fā)現(xiàn)“宇稱破壞”，但這或許只意味著“宇稱破壞”中可能會出現(xiàn)的參數(shù)被限定于某一范圍，“宇稱破壞”仍有可能出現(xiàn)。
      科學(xué)家們將繼續(xù)進行實驗，以厘清粲夸克和反粲夸克的行為是否相同。卡新表示：“這將打開一個全新的探索領(lǐng)域。”

     總編輯圈點
      “一個全新的探索領(lǐng)域”，也是一直盤旋在科學(xué)家頭腦中的難題：為什么宇宙由物質(zhì)而非反物質(zhì)組成？大多數(shù)理論認為，138億年前，宇宙誕生伊始，產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì)，二者電荷和自旋方向相反，相遇時本應(yīng)相互湮滅，但現(xiàn)在由物質(zhì)組成的宇宙卻留下了，這就是矛盾所在。而物質(zhì)和反物質(zhì)之間存在的衰變速率不對稱??所謂的“宇稱破壞”表明，物質(zhì)和反物質(zhì)的行為并不一樣，其或許可以解釋上述謎題。也就是科學(xué)家在粲夸克和它的反粒子行為中試圖尋找到的答案。