物质世界的对称性破缺——2008年诺贝尔物理学奖简介

由于对基本粒子物理学中的对称性破缺问题做出了重大理论贡献,美国芝加哥大学恩里科.费米研究所的美籍日本物理学家南部阳一郎(Yoichiro Nambu)、日本筑波高能加速器研究中心的小林诚(Makoto Kobayashi)和日本京都大学汤川理论物理研究所的益川敏英(Toshihide Maskawa)被授予2008年度的诺贝尔物理学奖。笔者将简要介绍他们获奖的工作,以及与之相关但尚未解决的宇宙的物质-反物质不对称难题。

LHC报告迄今最大正反物质不对称现象

据欧洲核子研究中心官网近日报道,大型强子对撞机(LHC)上底夸克探测器(LHCB)实验合作组宣布,他们观察到迄今最大的正反物质不对称现象,有助进一步揭示宇宙为何由物质而非反物质组成。电荷共轭—宇称(CP)不对称已成为粒子物理学标准模型的重要组成部分。如果没有它,宇宙大爆炸会产生等量的正反物质,它们相遇后会彼此湮灭。而要产生一个由物质主导的宇宙,一定有更多物质形成并在这场湮灭中幸存下来,由此正反物质之间必须存在一些差异,即CP不对称必然存在。

北京谱仪Ⅲ开创探索正反物质不对称性的新方法

2022年6月2日,记者从中国科学院获悉,北京谱仪Ⅲ合作组实现了一种创新试验方法,为研究物质和反物质不对称性提供了极其灵敏的试验探针。相关研究成果于2022年6月2日在《自然》杂志上正式刊发。尽管在宇宙大爆炸之初应该产生等量的正反物质,为什么我们的宇宙却只有物质组成而非反物质?这个问题困扰了科学界半个多世纪。物质和反物质遵循不同的规律吗?粒子衰变为研究正反物质不对称性提供了重要线索.

物质世界与反物质世界

论述日常物质世界的微观组成和物质世界三家族；介绍反粒子，反氘核及反氢原子的发现；探讨宇宙大爆炸时产生反物质的可能性以及通古斯卡大爆炸之谜．

觅找被湮灭的世界——关于探索反物质的思考

今年3月,芝加哥费米实验室的科学家们利用粒子加速器进行的最新实验表明,反物质并非是与正物质或普通物质完全一致的镜像对称存在。这一不对称现象的发现,与现有的有关物质特性所有的理论都有差异。研究这一课题的专家们预言,可能正是这一不对称现象在宇宙"大爆炸"时几乎造成了所有的反物质湮灭的结果。

双星对称黑洞模型及其时空特征

对称分布的双星黑洞具有单一黑洞所不具有的性态 ,它可以解释已观测到的天体的某些现象 ,如反物质存在问题、黑洞封闭性问题、宇宙膨胀与收缩问题、能量吸收与释放问题、巨大能量来源问题。

含物质纯重力场部分贡献的静态和稳态重力场研究

给出了包含重力场贡献在内具有宇宙因子项最普遍形式的重力场方程为Rμν -gμνR 2 +λgμν =8πG(T(Ⅰ )μν +T(Ⅱ )μν ) c4 ,这里λ为Einstein宇宙常数 ,T(Ⅰ )μν ,T(Ⅱ )μν 分别代表物质纯物质部分和纯重力场部分的能量_动量张量 .物质纯重力场部分的能量_动量张量表述为T(Ⅱ )μν =(DμρDρν -gμνDαβDαβ 4 ) 4πG ,式中Dμν 的定义为Dμν =ωμ/xν -ων/xμ ,ωμ ≡-c2 gμ0 g0 0 .并用重力场贡献在内最普遍形式的重力场方程分别研究了几个大家所熟悉的静态和稳态重力场 ,像带有Einstein宇宙因子λ项球对称纯物质球外部静态度规、静态荷电球外部度规、匀速转动星体外部度规及理想纯物质星体内部静态平衡等 。

无中微子双贝塔衰变:新物理探索和宇宙学观测

近二十多年来,太阳、大气、反应堆和加速器的中微子振荡实验提供了大量确凿的证据表明中微子有质量。然而,粒子物理学标准模型却预言中微子质量为零。这意味着中微子质量的产生必然要求引入超出标准模型的新物理。文章将介绍无中微子双贝塔衰变对新物理探索和宇宙学观测的重要影响,尤其是该稀有衰变过程的实验观测在突破粒子物理学和宇宙学标准模型的前沿研究中扮演的独一无二的角色。

双兼任素数命名及其定理和应用探讨

素数和素数定理是数论中的重要内容,其改进和实际应用是本世纪新课题。本文提出构造一种新的双兼任素数表:即将每一素数赋予亦素亦序的双兼任的新概念;该定义与科学家们设计的"对头碰撞"的对撞机中的"亦矢亦的"粒子实验方案相对应。其特点既跟踪传统的双重性(即二重性)而又相区别,目的是区分人为给予的或为自然形成的;并证明了相关定理;使对称与不对称同一模式中所含藏的参变序数N、素数P两者皆视同为素数的一种"全素数化运算"新方案;得出正、反物质镜像皆与公知的粒子物理实验数据相吻合;结合尝试在宇宙学中的应用,得出粒子物理实验仅是了解宇宙的某一横截面;"全素数化运算"将为数学科学提供一种全新的基础内容而值得参考。