圖片來源於:sciencealert
氫的光譜指紋和它的鏡像雙胞胎之間的新對比的結果是，而且這個消息令人沮喪——它們是一場精確到兩萬億分之一的比賽。
如果他們的研究結果有一點不同，那麼物理學家們最終可能會找到一種解釋為什麼我們的宇宙包含比反物質更多的物質的方法。但即使結果仍然令人興奮，科學最大的謎團之一仍未解開。
這一發現本身確實是破紀錄的——大約15000個反氫的原子通過對其光譜特性的前所未有的分析來測量它們的光波。
僅僅製造所有這些反氫原子本身就是一項技術壯舉，更不用說包含它們並測量它們光波的頻率了。
大約18個月前，歐洲核子研究中心的物理學家們首次成功地測量了反氫原子的光譜指紋，大約9個月後，他們通過測量從200個反物質原子中發出的光來進行研究。
在這兩種情況下，物理學家測量了反氫原子的正電子在兩個位置之間來回跳躍時產生的光的頻率。
據他們所知，這與氫原子在相同位置上運動產生的光的頻率是一樣的。
這一最新努力代表了技術上的一次重大飛躍，並提高了測量的精度，從每1萬次誤差的4個部分減少到2萬億次。
我們可以比以往任何時候都更有信心，在鏡像宇宙的氫上翻轉電荷不會改變它發光的方式。
這是一個好消息，壞消息。
首先,好消息。
這一發現有助於在粒子物理中，對稱性在兩個數量級上被打破。
在理解為什麼我們的宇宙看起來像它的樣子時，對稱性是一個重要的問題，特別是當我們觀察一個粒子的電荷，空間和時間的時候。
想象一個不同的宇宙，所有這些東西都被顛倒了，例如如果底片是正的，方向被翻轉，時間反轉。我們是否仍然會有一個與我們今天生活的宇宙相似的宇宙?
過去的實驗表明，如果我們只是改變電荷或改變方向，力在粒子尺度上的作用有微小的差別。
但是，一個完全反物質的“鏡像”宇宙，它的時間向後運行應該和我們的一樣，至少在物理定律方面是這樣的。
所以當我們把氫轉化成反氫原子時，我們稱之為電荷-時間-時間(CPT)不變性的新限制是很有用的，如果你是一個研究粒子對稱性的物理學家。
現在,這個壞消息。我們的宇宙以等量的物質和反物質在相同的空間開始。
從理論上講，擁有這些對稱的合作伙伴應該要求它們相互抵消，這樣就不會產生任何東西來建造行星、太陽和人類。
如果物質和反物質之間存在微小的差別——如果CPT對稱性的完美結合被以最小的方式違背——那麼我們可能有辦法解釋為什麼我們現在有大量的剩餘物質來構建一個星系。
但是，如果有這麼大的差別，這個實驗沒有看到。這意味著它小於2萬億，或者我們找錯了樹。
另一個值得探索的潛在途徑是幽靈般的中微子粒子，它被認為是它自己的反粒子。
目前正在進行一些大規模的實驗來解決這一問題。
如果這是一種反物質，那麼說服中微子從另一種形式中獲得一種形式的因素可能有助於解釋宇宙中物質的普遍存在。
如果他們空手而歸?我們可能需要等一段時間才能瞭解我們的存在。
這項研究發表在《自然》雜誌上。
本文譯自：Sciencealert 譯者：劉裕嶸
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