CP（角色配对）被破坏了！是哪家CP？又要有多少CP粉丝伤心？
别慌，此CP并不是网络流行语中的情侣CP，而是一种粒子物理现象。C（Charge Conjugation）是指电荷共轭，P（Parity）即宇称。“简单来说，C就是把粒子变成它的反粒子，比如电子变成正电子；P则像是给粒子照镜子，镜子里的粒子和实际粒子左右相反，呈现镜像。”3月27日，接受科技日报记者采访时，中国科学院院士、北京大学物理学院院长高原宁教授解释道。
那CP破坏又是什么？华中师范大学教授谢跃红进一步解释，以前我们一直以为CP是对称守恒的，也就是说同时交换正反粒子并将它们镜像翻转后，其物理规律应该保持不变。但是到了1964年，科学家发现这种对称守恒其实并不完全正确。真实情况是，谢跃红做了一个比喻，“如果粒子照镜子，镜子里的反粒子和镜子外的粒子会作出不一样的行为，比如镜子外的粒子‘举左手’，镜子里的反粒子可能根本没有‘举手’。”
人类首次观测到重子CP破坏
近日，欧洲核子研究中心（CERN）在第59届国际电弱相互作用和统一理论会议上宣布，大型强子对撞机底夸克实验（LHCb）合作组首次在重子衰变中观测到了CP破坏现象，为解释宇宙中正反物质不对称提供了新线索。这一发现由高原宁、谢跃红带领的中国研究团队主导完成。
根据宇宙大爆炸理论，在138亿年前，宇宙诞生时同时产生了等量的物质与反物质。但时至今日，我们所在的宇宙却是一个由物质主导的“天平倾斜”的世界。科学家认为，其核心可能在于正反粒子行为的细微差异，即CP破坏让物质比反物质多留下了大约十亿分之一，就像沙滩上的10亿粒沙子里有1粒没被海浪冲走，最终形成了恒星、地球和我们。这一谜题被《科学》期刊列入全世界最前沿125个科学问题。
当物质与反物质相遇，它们会互相湮灭，一起消失，并转化为能量释放，因此在我们可见的宏观世界中已经无法找到反物质的身影，科学家只好把目光投向了微观粒子世界。但是，自CP破坏理论提出后，科学家只在宇宙射线或加速器产生的介子（包含1个夸克和1个反夸克）——这类与我们现实世界关系不大的粒子中，发现了CP破坏现象，这让科研工作者陷入了深深的怀疑。LHCb中国组选择重子开展实验研究，实现了突破。
寻找底重子就像在稻草堆里挑针
我们都听说过原子、质子、中子，但重子似乎少有人提及。“质子和中子都归属于重子。”谢跃红说，“实际上，重子由3个夸克组成，是构成可见物质的最主要成分。这是一种分类方式，并不是具体名称，就像苹果和橘子都是水果一样。”
此次实验中，研究团队利用大型强子对撞机（LHC）模拟了宇宙大爆炸时的情形，产生一次又一次的小爆炸，获得了4万多个底重子衰变事例和相应的反粒子衰变事例，实验发现正物质重子与反物质重子的衰变率不对称性达2.45%，证明了重子衰变过程中会发生CP破坏现象。
参与实验的中国科学院大学副教授钱文斌将筛选重子对的过程比喻为“在稻草堆里挑针”。“每秒钟可能产生上千万次事例，但大部分是噪声。从最早的取数到挑出这8万多个信号事例并进行分析，我们做了10多年。”北京大学助理教授张艳席补充道。
“其实，中国团队很早就瞄准了这个关键科学问题，前瞻布局，分析了10余种衰变过程，最终在1个底重子衰变为1个重子和3个介子的过程中清晰地看到了CP破坏现象。”清华大学副教授张黎明说。
CERN认为，这一结果有助于我们进一步认知宇宙演化过程，是人类探索基本对称性破坏历程中一座新的里程碑。
与现有理论有差别？
此次发现重子衰变中的CP破坏，不仅验证了粒子物理标准模型的预言，更为探索超越标准模型的新物理现象开辟了崭新路径。未来，LHCb中国组还将在现有实验基础上进行更精确的检验，进一步发现其与现有理论之间的细微差别。
高原宁解释，第一步我们看到了重子CP破坏，这和理论预期是一致的。“但现在的问题是，CP破坏的程度是否与理论严格一样。我们希望能够找到一些差别。粒子物理现有理论应该存在不足。如果完全按照现有理论发展到今天，我们的宇宙应该比如今小得多。”
相信随着技术与实验性能的迭代升级，科学家将在更高的精度下解析CP破坏机制，重构138亿年前决定物质存续的关键瞬间，早日破解宇宙中正反物质不对称之谜。高原宁希望，将来能够由我国建造这样一个大型对撞机，主导国际合作研究，“让各国顶尖科研人员都来站站C位，这也是中华文明为推动整个世界文明进步应该作出的贡献。”
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