小编为您收集和整理了反物质到的中微子大科普的相关内容：影片《魔鬼与天使》片头就讲述人类在实验室生成了反物质！从而将悬疑故事娓娓道来。反物质是一种人类陌生的物质形式，在粒子物理学里，反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的。反物质和物质是相对立的，

影片《魔鬼与天使》片头就讲述人类在实验室生成了反物质！从而将悬疑故事娓娓道来。反物质是一种人类陌生的物质形式，在粒子物理学里，反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的。反物质和物质是相对立的，会如同粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。但目前宇宙天体均为正物质，没有反物质。对此科学家给出了自己的推测和理论。

现在的宇宙中物质多于反物质

根据大爆炸理论和粒子物理理论，宇宙起源于大约137亿年前的一次大爆炸。在宇宙诞生之初，能量转化为同样多的正物质与反物质，这两种物质相遇会发生剧烈爆炸，转化为能量，并归于湮灭。可是目前宇宙中的天体均为正物质，没有发现反物质天体。

为什么现在的宇宙间充满了正物质而非反物质呢？这是物理学领域最大的谜团之一。英国《自然》杂志8月12日报道说，在近日于美国芝加哥举办的第38届高能物理国际会议（ICHEP）上，日本科学家们给出了一个解释：中微子这种亚原子粒子在物质形态和反物质形态的表现不同。不过，他们也表示，还需要收集更多数据才能对此解释进行确认。

中微子究竟为何方神圣

在粒子物理学里，标准模型是一套描述强力、弱力、电磁力这三种基本力，以及组成所有物质的基本粒子的理论。自从20世纪70年代标准模型建立后，一直久经考验而屹立不倒。但上个世纪90年代，有一种粒子公然藐视其规则，它就是中微子。根据理论，中微子不具有质量，但实际情况是，1998年，物理学家利用日本一个矿内的超级神冈探测器，发现中微子具有质量尽管不足电子的十亿分之一。

参与美国费米国家加速器实验室NuMI离轴中微子实验（NOVA）的物理学家基斯马特拉称，从那时开始，世界各地的中微子实验如雨后春笋一样冒出，而且科学家们也慢慢意识到，他们或许可以以这一粒子为突破口获得新的发现和解释。它们是标准模型中的缺口。

中微子有3种：电子中微子、子中微子和子中微子。中微子不带电，质量极小。根据量子力学，不同的中微子之间可以相互转换，我们称之为中微子振荡。

正反中微子行为有别

在现在的宇宙中，物质明显比反物质多，物理学家们观察了一些物质粒子和反物质粒子，如K介子和B介子的行为差异，但并不足以解释物质为何会超越反物质，取得支配地位。

一个答案可能是超重粒子在宇宙诞生初期，采用不对称的形式衰变产生了更多的物质。有科学家认为，中微子一种超重的亲戚可能是幕后推手。根据这一理论，如果中微子和反中微子现在表现得不一样，那么，其更古老的对应物也应该存在同样的不平衡，这或许可以解释为什么物质比反物质多。

为了测试这一想法，日本从东海到神冈的中微子实验（T2K）的研究人员探究了物质和反物质中微子行进时，在三种味之间振荡的差异。他们从位于日本东海海边的质子加速器研究中心发射出一束子中微子，到295公里远的超级神冈探测器（这个地下铁罐装满了5万吨水）。研究人员计算出了在此过程中，有多少电子中微子出现这是子中微子在整个旅程中变形成另一种中微子的信号。随后，他们使用一束介子反中微子，重复了这一实验。

美国罗切斯特大学的物理学家岩本幸之助（音译）在出席ICHEP时表示，两束中微子的表现略有不同。

该研究团队认为，如果物质和反物质的行为没有差异，那么，他们将在探测器内发现24个电子中微子和7个电子反中微子（因为反物质更难生成和探测），但结果他们发现了32个中微子和4个反中微子。纽约州立大学石溪分校的物理学家、T2K实验成员姜常金（音译）说：这表明，物质和反物质的振荡方式并不一样。

还需更多数据验证

尽管T2K和NovA实验提供的初步结果都表明了同样的观点，但迄今为止的观察可能只是概率事件，如果中微子和反中微子的表现一模一样的话，科学家们也有二十分之一的机会（2西格玛）看见这样的结果。

因此，科学家们需要更多数据对这一信号进行验证，T2K本轮实验将运行到2023年，届时它将获得目前5倍多的数据，但该研究团队将需要大约13倍的数据，才能将统计置信度提升到3西格玛大多数物理学家愿意接受数据合理但不能完全确定的门槛。

为了收集更多必需的数据，T2K团队提出将实验延续到2025年。不过，与此同时，他们也打算通过与NovA合作，从而加快搜集数据的速度。目前，参与NovA实验的科学家们已从费米国家实验室发射一束中微子到810公里之外的位于明尼苏达州北部的一座矿井下，并将于2023年发射反中微子束。这两个团队已经同意携手对数据进行分析，到2023年，得到的数据的统计置信度有望达到3西格玛。

研究人员表示，要想达到宣布某些数据为一项发现所需要的统计置信度5西格玛，可能需要新一代的中微子实验，目前全球各地正在计划这些中微子实验。

尽管如此，这一发现激发了科学家们对于物理学界的香饽饽中微子进行深入研究的兴趣。他们认为，这种无所不在而又飘忽不定的粒子可能是解决多个物理学谜团的钥匙。

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