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當(dāng)前的物理學(xué)定律并不能解釋為什么物質(zhì)在反物質(zhì)上仍然存在-為什么宇宙是由“物質(zhì)”構(gòu)成的。科學(xué)家認為，在宇宙的開始就產(chǎn)生了同等數(shù)量的物質(zhì)和反物質(zhì)，但這意味著它們應(yīng)該互相消滅，在宇宙開始時就將其消滅了。

相反，物理學(xué)家建議物質(zhì)和反物質(zhì)行為的方式必須存在差異，這可以解釋為何物質(zhì)持續(xù)存在并現(xiàn)在統(tǒng)治宇宙。每個物質(zhì)粒子都有一個反物質(zhì)當(dāng)量，中微子也沒有什么不同，一個反物質(zhì)當(dāng)量被稱為反中微子。

它們在性質(zhì)和行為上應(yīng)該完全相反，這就是使它們在接觸時相互消滅的原因。

現(xiàn)在，組成T2K合作組織的國際研究人員團隊，包括倫敦帝國理工學(xué)院的科學(xué)家在內(nèi)，已經(jīng)找到了最有力的證據(jù)，證明中微子和反中微子的行為不同，因此可能不會相互抵消。

帝國理工大學(xué)物理系的帕特里克·鄧恩博士說：“這一結(jié)果使我們比以往任何時候都更接近回答了為什么宇宙中存在這個物質(zhì)這一根本問題。平心在線娛樂 得到證實，目前我們的研究結(jié)果超過95％肯定的是，這將對物理學(xué)產(chǎn)生深遠的影響，并應(yīng)為更好地了解我們的宇宙如何發(fā)展指明道路。”

以前，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)物質(zhì)與稱為夸克的亞原子粒子的反物質(zhì)版本之間在行為上存在一些差異，但是到目前為止觀察到的差異似乎還不足以說明宇宙中物質(zhì)的優(yōu)勢。

但是，T2K的新結(jié)果表明中微子和抗中微子的行為差異似乎很大。中微子是基本粒子，但不會與正常物質(zhì)強烈相互作用，因此，來自太陽的約50萬億個中微子每秒都會通過您的身體。

中微子和反中微子可以以三種“味道”出現(xiàn)，分別稱為介子，電子和τ。當(dāng)他們旅行時，他們可以“振蕩”-變成不同的味道。介子中微子振蕩成電子中微子的事實最早是在2013年的T2K實驗中發(fā)現(xiàn)的。

為了獲得新的結(jié)果，研究小組從日本東海的J-PARC設(shè)施發(fā)射了中子和反中子子束，并檢測到有295 km的超級神岡探測器中有多少電子中子和反中子到達。

他們尋找中微子或抗中微子如何改變風(fēng)味的差異，發(fā)現(xiàn)中微子似乎比抗中微子更容易改變。

現(xiàn)有數(shù)據(jù)也極大地降低了中微子和抗中微子彼此改變風(fēng)味的可能性。鄧恩博士說：“我們的結(jié)果表明，我們有95％以上的把握確定了中微子和反中微子的行為不同。這本身就是個大新聞；但是我們已經(jīng)知道其他具有物質(zhì)-反物質(zhì)差異的粒子太小了，無法解釋我們以物質(zhì)為主導(dǎo)的宇宙。

“因此，測量差異的大小對于確定中微子是否能夠回答這個基本問題很重要。我們今天的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與其他粒子不同，中微子的結(jié)果與許多解釋宇宙物質(zhì)起源的理論是兼容的統(tǒng)治地位。”

雖然結(jié)果是迄今為止中微子和反中微子行為不同的最有力證據(jù)，但T2K協(xié)作組織正在努力通過升級探測器和光束線，包括新型Hyper-Kamiokande探測器取代Super-Kamiokande，來減少任何不確定性并收集更多數(shù)據(jù)。美國也正在建設(shè)一個名為DUNE的新實驗。帝國參與這兩者。

自2004年以來，帝國研究人員就參與了T2K協(xié)作，從白板的概念設(shè)計以及新型粒子探測器組件的研發(fā)開始，這是構(gòu)建此實驗的關(guān)鍵，該實驗最終于2010年完成并啟用。

為了獲得最新結(jié)果，研究小組對結(jié)果進行了統(tǒng)計分析，并確保他們觀察到的信號是真實的，并包括中微子如何與物質(zhì)相互作用的影響，這是分析中最大的不確定性之一。

內(nèi)田洋教授說：“剛開始的時候，我們知道看到中微子與反中微子之間存在差異的跡象，要想花點時間，甚至可能要花上幾十年，所以擁有我們的大腦幾乎就像一個夢想。結(jié)果將在本周的《自然》雜志封面上慶祝。”