北京譜儀III開創探索正反物質不對稱性的新方法
【化工儀器網 項目成果】北京譜儀是我國自行設計和研制的大型粒子物理實驗裝置，由多種子探測器組合而成。北北京譜儀III(BESIII)是北京正負電子對撞機(BEPCII)上的大型通用磁譜儀。BESIII大量采用國際先進探測技術，就像BEPCII的“眼睛”，通過測量正負電子對撞反應產生的次級粒子來研究物質微觀機構的基本組成單元及其相互作用性質。
近日，據中國科學院高能物理研究所消息，北京譜儀III合作組實現了一種創新實驗方法，為研究物質和反物質不對稱性提供了極其靈敏的實驗探針。
實驗數據由北京譜儀III實驗國際合作組收集。合作組成立于2008年，由來自亞洲、歐洲和美洲等17個國家80個研究機構約500名科學家組成。在北京譜儀III實驗中，電子與其反粒子正電子碰撞的能量是其固有質量的上萬倍。在這些碰撞中，電子和正電子湮滅，并從釋放的能量中產生其他粒子或粒子對。在這項新的研究中，科研人員利用正反科西超子的“自旋”信息和量子關聯來揭示正反物質不對稱性，粒子物理學家稱為“CP破壞”。超子衰變是尋找CP破壞的一個很有希望的狩獵場，因為它們的“自旋”方向可以通過其“子粒子”的衰變直接測量。考慮成對的正反超子級聯衰變，可以把強力和弱力的貢獻分開，導致對CP破壞測量的敏感度顯著提高。北京譜儀III實驗這一創新方法為尋找CP破壞提供了一種全新的視角。
“這是理解正反物質不對稱性的一個里程碑，我期待北京譜儀III合作組將取得更多成就。”中國科學院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳表示。北京譜儀III實驗首次利用處于量子糾纏的正反科西超子對的級聯衰變，成功把導致正反物質不對稱的弱作用力從強作用力中分離出來，這一創新方法和實驗結果引起該領域世界同行的密切關注，為科學家未來確認或排除超出標準模型的CP破壞來源帶來了希望。
相關論文Probing CP symmetry and weak phases with entangled double-strange baryons于近日發布于《nature (自然)》國際期刊上。
參考來源：高能物理研究所
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