董唯元、小叶、洪俊贤、韩若冰、刘航、姜小满、Tendo1物质与反物质相差多少？中微子给出答案中微子振荡现象是标准模型理论存在bug的实锤证据，自被实验确认以来便成为研究热点，还斩获了年诺贝尔物理学奖。今年4月15日，中微子振荡再次登上最新一期《自然》杂志的封面。这一次带给我们的不是对既有理论的挑战，而是一个重大问题的答案。这个问题就是：物质与反物质究竟能相差多少？我们看到宇宙中的物质比反物质更多，这是个再明显不过的事实。可是这种不对称的现象如何从和谐对称的物理规律中生发出来，却是个值得研究的问题。在近几十年的探索中，科学家们逐渐发现了一系列深藏在自然世界中的神秘线索。先是杨振宁和李政道发现了弱作用过程中的宇称不守恒，与我们镜面对称的宇宙居然由另一种物理规律所支配！而后詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇发现，电荷共轭与宇称的组合仍然存在不守恒，即所谓CP破坏。就是说将镜子里那个宇宙中的正负电荷相互对换，其结果仍然是得到一套内容不同的物理学课本。只有再附加上时间方向的反转，才能最终还原我们这个世界的物理规律。这最后一条被称为CPT守恒。这些线索引导研究者们最终发现，支配物质与反物质的规律差别，都来自于CP破坏。正是因为CP破坏造成了物质与反物质衰变速度有所差异，才使得我们宇宙中的物质还在茁壮成长的时候，反物质却更早地寿终正寝。虽然科学家在理论上已经认识到这一点，但物质与反物质具体演化规律的差别，却一直缺乏直接定量检查。本次日本T2K实验室（Tokai-to-Kamioka，东海到神岗）在《自然》杂志所发表的成果[1]，是人类首次对正反物质的差异进行定量测量，因此在学术界格外引人注意。中微子探测器内部。
图片来源：KamiokaObservatory,ICRR,Univ.Tokyo实验采用中微子振荡作为检测的“探针”，对中微子和反中微子[2]弱作用过程中CP破坏的相位差δCP进行直接定量测量。实验结果表明，物质区间为[3.41,0.03]，反物质区间为[2.54,0.32]。这一量化结果可以直接检验筛选现存的大量相关理论，同时也能为标准模型理论扩展工作提供更多直接依据，甚至关系到宇宙暗物质、宇宙创生和演化等其他更多未解之谜的揭晓。[1]