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为何反物质不常见?从现象到理论,揭示正反物

时间 : 2019-12-26 13:23

3.其他星球:几乎每一个星球都有我们的探测器。它们没有湮灭证明太阳系是由物质组成的。

5.整个宇宙:这个层面比较难以验证。如果存在反物质宇宙,那么我们应该能看见湮灭产生的伽马射线爆。既然这个现象没有被观测到,至少能证明临近的处女星系主要成分是正物质。至于更大的尺度,我们就很难去论证了。

不过还存在一个问题,“湮灭灾难”可能导致整个物质—反物质对称宇宙的毁灭。从因果关系上来说,一定有某种原因阻止了大量反物质与物质的分离,其速度之快足以防止它们在早期宇宙中互相湮灭。因此宇宙更可能是由物质组成的。

如今,湮灭导致的不对称比早期宇宙严重很多。在最初一微妙的极高温的宇宙中存在大量高温的夸克—反夸克对。柯尔布和特纳估计,在这个时期每30000001个夸克对应30000000个反夸克,于是便形成了一种极微小的不对称。随之时间流逝,大多数反物质都与物质发生了湮灭,而最初极小数多出的正物质主宰了如今的宇宙。

1.宇宙就是以这种方式起源。但这种理论不仅缺乏证据,而且在目前流行的“宇宙膨胀”理论下行不通,而“宇宙膨胀”理论“稀释”了宇宙原始的富集度。

2.重子产生过程发生在大一统(GUT)尺度(极棋牌早时期)。长期以来,这种理论都被视作唯一可行的理论,GUT下通常存在重子衰变的过程,比如质子的衰变(但尚未被观测到)

3.重子的产生过程发生于弱电相变中。这也是希格斯首次捕捉到真空期望值(EVE)的地方,同时大量其他粒子也被捕获到。

1.存在破坏重子数守恒的相互作用。假设重子守恒(B)在所有情况下保持不变,那么现有的重子不对称现象就能反应出原初的不对称情况,这就回到了我们提到过的情棋牌娱乐况中。

2.存在破坏电荷共轭变换(C)不变性和电荷共轭-空间反演联合变换(CP)不变性的相互作用。即便重子数守恒被破坏,如果物质和反物质完全对称,则重子数守恒会在两边对等发生,仅仅剩下统计学意义上的多余量,也许其质量只相当于可观测宇宙中的一颗恒星

1.尽管这个标准模型满足重子数守恒(拉格朗日函数中不存在违背该守恒的项),量子效应允许宇宙在具有不同B值得真空之间形成隧道。在能量/温度低于10TeV(sphaleron质量)时,这种隧穿现象受到了极大的抑制,也许在未来建成得超级对撞机中有可能得到实现(不过还存在争议),但只要温度温度比这更高就下一定会发生。

2.电荷共轭变换不变性的破坏(正反粒子交换不对称)很常见。电荷共轭—空间反演联合变换的破坏(正反粒子交换、左和右交换联合的不对称),这一点已经在实验室的K介子衰变中发现,虽然严格说来,标准模炸金花型可能没有足够的CP不对称来引发已观测到的重子不对称性

3.热平衡发生在早期宇宙冷却时的一级相变中,比如弱电相变(大致对应T=100GeV)。当“真空”(具有非零希格斯真空期望值)的bubbles渗透并增长时,重子便产生于bubble墙或其附近。

然而存在一个重要的理论问题,实际可能在标准模型中存在过多的重子不对称,因此在弱电相变结束(并且前文提到的3种条件不再满足)过后,任何先前产生的重子不对称性都将被稀释。

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