反常！研究意外发现质子中的反物质不对称

对称性是自然界一个重要的潜在结构，不仅存在于数学和艺术中，也存在于生物和星系中。

科学家最初认为质子也存在对称性。但是近日一个研究小组发现，质子在构成上表现出不对称性。

质子和中子的特征是多出三个夸克，但在质子内部，强作用力产生许多短生的物质-反物质夸克对。这意味着中子和质子中的上夸克和下夸克都有相应的反物质夸克，叫做反上夸克和反下夸克。

科学家最初认为反上夸克和反下夸克在质子中是平衡的，但新的研究表明，反下夸克比反上夸克多。

先前的研究发现了这种不对称性的证据，即反下夸克比反上夸克多50%。最早的研究是在瑞士的粒子物理实验室——欧洲粒子物理研究所进行的，发现只有一个数据点证明了这种不对称性。

为了研究这些粒子的性质，研究人员将质子束对准液态氢和液态氘的目标。氢的原子核由单个质子组成，而氘包含一个松散束缚的质子和中子。

当质子束击中氢或氘目标时，质子束中的夸克与目标中的反夸克湮灭，并释放出称为μ子的产物。

因为质子和中子是彼此的镜像，质子有两个上夸克和一个下夸克，中子有两个下夸克和一个上夸克，研究人员可以比较它们各自的湮灭产物。

研究人员表示，这种不确定性的发生概率只有约1/1000万次，比“大海捞针难得多。”

对质子中夸克性质的研究将可加深对原子核的理解。了解原子核可以解开原子的性质以及不同化学元素之间的反应。质子研究涉及化学、天文学、宇宙学和生物学等领域，导致医学、材料科学等方面。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接：

https://news.umich.edu/study-finds-unexpected-antimatter-asymmetry-in-the-proton/?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news