用孤立的中微子避免空宇宙(史蒂夫·比勒，物理学)
史蒂夫·比勒
实验粒子物理学教授
一开始(一位伟大的物理学家曾经说过), 光了, 还有等量的物质和反物质. 这是因为宇宙一开始是空的真空(这比“无”要复杂得多,但那是另一个话题了). So, 为了保持平衡, 如果你产生一点物质, 你还需要制造出一种能与它湮灭并回到真空中的东西:反物质. 问题是，这种湮灭在很大程度上应该是在某个时刻发生的，宇宙应该是非常空的，一个真正孤独的地方, 湮灭所产生的光在浩瀚的宇宙中独自徘徊. 事实上，巴黎人官方app在这里，巴黎人官方app没有看到到处都是大块的反物质(这是一件好事!). 因此, 在宇宙早期的某个时刻, 物质和反物质之间的不平衡一定已经形成，从而使得某些东西能够存活到今天. 随便问问物理学家，这是怎么发生的，为什么会发生, 他们的回答将是快速而容易理解的:巴黎人官方app不知道. 它构成了科学界最大的谜团之一. 然而, 巴黎人官方app确实知道一些它发生的基础物理条件, 多亏了俄罗斯物理学家安德烈·萨哈罗夫, 由于他的和平行动主义(他因此获得了1975年的诺贝尔和平奖)，他自己也被苏联孤立于社会之外。. 萨哈罗夫早在50年前就提出了避免宇宙空无一物的要求.
萨哈罗夫条件:1)“重子数违背”,这使得质子和中子(组成原子)以及它们对应的反粒子能够出现和消失. 但这本身并不会造成失衡, 所以你还需要2)所谓的“C和CP违反”,这使得反粒子出现和消失的速度不同. 最后, 宇宙一定“脱离了热力学平衡”,这意味着它不可能处于一种相互作用的本质保持不变的情况下. 宇宙必须改变. 最后一个条件是巴黎人官方app唯一观察到的:大爆炸和随后的宇宙膨胀. 重子数的违反已经被寻找，但没有发现. 在夸克的相互作用中发现了C和CP违逆, 哪个组成了质子和中子, 但这还不足以解释事情. 那么它发生在哪里呢?
进入最孤独的粒子, 中微子:一种几乎不与任何物质相互作用的粒子. 中微子在核衰变中产生, 超新星, 是宇宙中最丰富的物质之一, 但他们几乎看不到宇宙. 这种与常见交互作用的特殊隔离使得它们甚至难以检测. 然而，这种粒子已经带来了大量的惊喜. 中微子的质量非常小，尽管标准模型说它们不应该有任何质量. 有三种类型的中微子似乎存在于“混合状态”,这使得它们在旅行时可以互相转化, 虽然巴黎人官方app不太明白它们为什么会混合在一起. 观察最后一个性质, 基于对来自太阳的中微子的观察, 赢得了我最后的实验, 萨德伯里中微子天文台(SNO)获得了2015年诺贝尔奖. 现在有人怀疑，中微子或许也能满足萨哈罗夫条件的最后一个条件. 已经有很强的迹象表明，它们违反了C和CP对称性，而且它们是唯一可能有能力转化为自身反粒子的基本粒子, 以及转化成其他类型的中微子. 如果是这样的话, 那么在早期宇宙中就有一个秘密的后门, 当天气非常炎热的时候, 这将导致中微子传播到质子和中子的不平衡, 从而满足所有萨哈罗夫条件! 寻找中微子转变为反中微子的证据是我目前项目的主要目标, SNO +, 原SNO实验的修正. 这将涉及寻找一种极其罕见的放射性衰变，它可能由这种转变而产生. 这是一项极具挑战性的工作, 还有哪几个团体也在尝试呢, 这可能需要很多年才能找到, 这取决于衰变发生的速度. 但这项深奥的研究可能会揭示其中一个最大的答案:宇宙是如何在灾难性的湮灭和空虚中幸存下来的, 让巴黎人官方app聚在一起来研究中微子!
进一步阅读:
《巴黎人官方app下载入口》，弗兰克·克洛斯(2009)
安德烈•萨哈罗夫: http://www.nobelprize.org/prizes/peace/1975/sakharov/biographical/
SNO实验: http://en.wikipedia.org/wiki/Sudbury_Neutrino_Observatory
SNO +主页: http://snoplus.phy.queensu.ca/
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