宇宙中為甚麼正物質比反物質多那麼多？暗物質到底由甚麼構成，為甚麼至今一無所獲？

在最新一項實驗中，科學家檢測一種新的理論：也許暗物質與反物質的相互作用，是揭開這些謎題的關鍵所在？

反物質的稀少和捕捉暗物質的一無所獲可以說是當代科學界的兩大謎題。

物理學家想不明白為甚麼在宇宙起源的時間點、或者剛誕生的初期，正物質和反物質的量不是對等的生成；也不明白理論推測大量存在的「暗物質」，包括多種假想的粒子，卻一個都探測不到。

日本研究機構裏肯（Riken）的基本對稱實驗室（Fundamental Symmetries Laboratory）設計了一個史無前例的實驗，探查暗物質是不是造成宇宙中正物質比反物質多得多的原因。

這一新實驗背後的理論提出，如果暗物質與正物質和反物質的互動存在不同的效果，這有可能導致正反兩種物質數量的不平衡，就可以解釋為甚麼如此多的正物質存在，而不會與反物質發生湮滅。

這項國際合作的「重子反重子對稱性實驗」（BASE）就是探測反物質與暗物質相互作用的首個嘗試。研究人員採用反質子與軸子（axion）進行實驗。軸子只是理論猜想的多種暗物質粒子中的一種。

這次實驗中研究人員沒有觀測到軸子對反質子產生的影響，但是主要研究者、里肯基本對稱實驗室的研究員斯莫拉（Christian Smorra）說，這在探測暗物質與反物質可能產生的相互作用的道路上實現了進展。

加拿大研究正物質反物質的粒子加速中心TRIUMF的研究員莫里西（David Morrissey）評價，里肯的實驗是世界領先的研究，只是軸子可能不是最佳的暗物質假想粒子。「我認為這個領域沒有誰認為哪個暗物質的假想粒子一定是正確的。」

這項研究上周發表在《自然》（Nature）雜誌上。◇

 

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