科技日報(bào)北京8月14日電 （記者華凌）最近，歐洲核子研究中心（CERN）一支由日本理化研究所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，在對粒子物理學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)模型的一個(gè)基本特性——CPT不變性進(jìn)行測試時(shí)，對質(zhì)子及其反物質(zhì)——反質(zhì)子的荷質(zhì)比做了迄今為止最精確的測量，證明質(zhì)子和反質(zhì)子表現(xiàn)出嚴(yán)格的鏡像。

　　在現(xiàn)代物理學(xué)中，對稱性規(guī)律具有核心地位。作為標(biāo)準(zhǔn)模型的一個(gè)基本對稱特性，CPT不變性意味著當(dāng)三種基本屬性反轉(zhuǎn)，即正反粒子反演（C）、空間反演（P）以及時(shí)間反演（T）時(shí)，系統(tǒng)保持不變。這是標(biāo)準(zhǔn)模型的一個(gè)核心原則，暗示著反物質(zhì)粒子必須是物質(zhì)的完美鏡像，只是其電荷相反。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，歐核中心的這一研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人斯特凡·烏爾姆說：“這是一個(gè)重要的問題，幫助解釋了為何宇宙大爆炸后盡管一定會產(chǎn)生物質(zhì)和反物質(zhì)，我們卻感到生活在一個(gè)沒有反物質(zhì)的宇宙中。如果發(fā)現(xiàn)有違反了CPT的現(xiàn)象，則意味著物質(zhì)和反物質(zhì)可能具有不同的特性，例如，反質(zhì)子也許比質(zhì)子衰變的速度快。但是研究發(fā)現(xiàn)，在相當(dāng)嚴(yán)格的限制中，它們的荷質(zhì)比是相同的?！?/p>

　　該研究團(tuán)隊(duì)使用了CERN的反質(zhì)子減速器，從中得到了反質(zhì)子和負(fù)氫離子（作為質(zhì)子的代替物），然后在磁性潘寧阱中困住反質(zhì)子—負(fù)氫離子對，將其能量降至超低。隨后研究人員測量了這對物質(zhì)的回旋頻率，確定它們的荷質(zhì)比，并比較了二者的相似性。在超過35天的時(shí)間里，研究人員共測量了約6500對反質(zhì)子—負(fù)氫離子。

　　烏爾姆說：“我們發(fā)現(xiàn)它們的荷質(zhì)比是相同的，誤差不超過萬億分之69?！迸c之前對質(zhì)子—反質(zhì)子對的測量手段相比，這次測量的能量分辨率要高4倍，進(jìn)一步制約了CPT不變性違規(guī)的可能性。

　　這一研究對已知的弱等效原理也有影響，該原理認(rèn)為所有粒子，不論其質(zhì)量和電荷怎樣，都將會以相同方式受重力影響。該團(tuán)隊(duì)根據(jù)新發(fā)現(xiàn)計(jì)算，在百萬分之一誤差范圍內(nèi)，重力對物質(zhì)與反物質(zhì)的作用是一致的。

　　該項(xiàng)研究成員之一的克里斯汀·斯莫拉說：“我們有諸多理由相信，存在著一些超越標(biāo)準(zhǔn)模型的物理現(xiàn)象，包括神秘的暗物質(zhì)和物質(zhì)、反物質(zhì)之間的不平衡。這些高精度的測量提出了新的重要約束條件，有助于我們決定未來研究的方向。”

　　該研究成果發(fā)表在最新一期的《自然》上。