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反物质的发现
1928年，量子力学大师狄拉克在提出了自己的狄拉克方程后，原本应该大喜过望，却反而陷入了沉思。因为在这个方程里，有一个问题不能解决，那就是电子可能拥有负能量。
刚刚发现这个问题的时候，物理学家们甚至都不知道这是数学上出现了计算问题，还是真的存在这样诡异的粒子。为了解释这个问题，他提出了狄拉克海的概念，认为宇宙中本来就有各种带有负能量的粒子，只不过它们的能级都被填满了，所以我们只能看见普通的粒子。
我们现在知道，狄拉克发现的，其实就是所谓的反物质。所谓的反物质，就是和普通的粒子相对应的一些粒子，双方拥有着相反的能量等一些镜像的数据。
1932年的时候，美国物理学家安德森发现了正电子，这是人类第一次证实了反物质的存在。1955年，美国物理学家格雷西又发现了反质子，至此再无人质疑反物质的存在。
现在我们知道，所有的粒子都有属于自己的反粒子。而且，当相同的正粒子和反粒子相遇时，二者就会发生湮灭，转化为能量，而这个转化过程就遵循爱因斯坦提出的质能方程，产生的能量极其巨大。仅仅一克物质和对应的反物质湮灭，就会产生超过4万吨TNT烈性炸药的能量！
随着反物质发现得越来越多，新的问题也出现了：如果所有的物质都有完全对应的反物质，那么它们在宇宙大爆炸的时候应该是等量产生的。可是，今天的宇宙中几乎只有普通物质，除了一些粒子的衰变、宇宙射线或者人类的实验中，几乎没有反物质的存在。那么，它们到底去哪了呢？
反物质消失之谜
这个问题一直是困扰着科学家的终极谜题，甚至在各种科学谜题的排行榜中都有它的身影。多年以来，科学家们一直试图找到这个问题的答案，并提出了多种理论。最近，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机底夸克（LHCb）实验似乎找到了可能的答案。
（图片说明：LHCb实验）
科学家指出：之所以有今天物质主宰宇宙的局面，应该是宇宙大爆炸初期有什么机制导致物质占了上风，这或许与当时高得惊人的密度和温度有关。然后，随着宇宙逐渐冷却，残余的少部分反物质全都和物质发生湮灭，转变为能量，从此宇宙中只剩下物质和能量。
问题就出现在这里：到底是什么机制导致了物质的盈余呢？
LHCb的科学家们认为：或许夸克能解释这个问题。
夸克的秘密
我们知道，质子和中子等重子并不是基本粒子，它们都是由一种叫做夸克的粒子构成的。夸克又分为六种，物理学家称之为六个“味”，分别是上、下、奇、粲、底和顶。此外，这六种夸克又分别有它们自己对应的反物质，也就是六种反夸克。
上夸克和下夸克是我们比较熟悉的，因为质子和中子都是由它们构成的。而其他夸克可以通过一些高能环境产生，就比如像欧洲的大型强子对撞机这样的粒子加速器。
（图片说明：大型强子对撞机）
同时，一个夸克和另一种反夸克还可以结合为介子。其中，有四种中性介子非常值得注意，分别是B0s、B0、D0和K0介子，它们可以自发地变成对应的反粒子，还可以再变回原来的粒子，这个现象最早在20世纪60年代被发现，被称为味振荡。
这些基本粒子并不稳定，在振荡的过程中，就会发生衰变，分裂成其他更稳定的粒子。而在这个振荡和衰变的过程中，就有可能蕴藏着宇宙中反物质消失之谜的答案。
CKM机制
1956年，杨振宁和李政道做了一件轰动物理学界的事，那就是在吴健雄的帮助下证明了弱相互作用下的宇称不守恒。接下来，物理学家又提出了电荷-宇称的守恒，但同样在1964年被发现了对称性破缺。
1973年，物理学家们提出了卡比博-小林-益川矩阵，也就是所谓的CKM机制，给出了电荷-宇称不守恒存在的必要条件。在这个机制中，物理学家指出了物质和反物质的一些细微差别。
现在科学家认为，反介子和介子的衰变有所不同，在振荡的过程中，其衰变速度会有所降低。于是，更多的介子衰变成了其他的物质，而反介子衰变得较少，又振荡回介子，衰变……在这个过程中，反物质就越来越少了。
但是问题在于，目前我们发现的这种差异还比较小，不足以解释今天我们看到宇宙完全由物质主宰的局面。也就是说，一定还有其他什么机制，是我们目前还不了解的，它同样可以造成二者之间的差异。
物理学大厦的建立
在LHCb实验中，科学家们对B0s介子进行了研究，观察它们衰变为两个带电的k介子的过程。利用大型强子对撞机，科学家可以利用质子之间的碰撞制造出B0s介子，也会产生反B0s介子。这些介子在被制造出来后，每秒钟就能反复震荡数万亿次，二者之间振荡次数的差异就是科学家重点关注的数据。
他们发现，二者的衰变次数果然不一样，B0s介子衰变更多一些，这也是科学家首次发现B0s介子和反B0s介子之间的衰变随着振荡而出现不对称的现象。
这次发现，不仅可以帮助我们理解反物质消失之谜，而且让科学家测量到了不对称性的规模，这对于其他物理参数的测量也有重要的意义。通过这次研究的数据和以往的一些数据进行对比，可以检验此前的研究和理论是否正确，巩固已经建立的物理模型。
当然，解释反物质消失之谜同样重要。如果不是有这些机制的存在，那么今天的宇宙根本不会形成。当初如果所有的物质和反物质都湮灭了，今天的宇宙就是充满了能量而没有稳定物质的宇宙，又哪里会有人类呢？
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