何小刚

（李政道研究所，上海交通大学 201210）

北京谱仪III 国际合作组最近提出一种创新方法，利用正-反超子对的量子关联和级联衰变性质来研究物质和反物质不对称性，该方法提供了极其灵敏的实验探针。相关研究成果于2022年6月2日在《自然》杂志上正式刊发(https://www.nature.com/articles/s41586-022-04624-1)。论文引起国际同行的密切关注。这一方法的创新性在于北京谱仪III合作组研究人员发现利用正负电子对撞产生的正反超子对的量子关联性分析其衰变中宇称和电荷宇称(CP)破缺的性质，可极大提高实验灵敏度，并获得了目前最精确的测量结果。采用此方法预期在下一代超级陶粲工厂可以达到粒子物理标准模型预言的精度，进而检验CP 破坏之来源和寻找可能的新物理模型。

1.物质和反物质不对称性与CP对称性破缺

CP对称的破缺与我们宇宙中物质-反物质不对称性密切相关。在我们周围，地球上，太阳系等都是由物质构成，这是一个众人知晓的事实。从Dirac在1928年提出描述电子的基本方程预言和物质对应的反物质存在以来，人们对反物质已有了许多了解，并已被实验观测到，而且物质与反物质能在实验室被制造出来并研究他们的特性。物质与反物质在粒子物理的层面有很多的共性，同样的质量，自旋，大小相同但是符号相反的电荷或可加性量子数等。如此相近的特性，在包含一切的宇宙中，物质与反物质应该有同样的机会而对称地存在。早期宇宙中物质和反物质会湮灭成携带他们能量的光子。……