據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)站報(bào)道，在過(guò)去的幾年間，多個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都檢測(cè)到了疑似輕子電荷共軛-宇稱破壞（CP violation）的跡象，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將有望幫助科學(xué)家們解釋一個(gè)重要的本質(zhì)問(wèn)題——為何我們的宇宙是由物質(zhì)組成，而非反物質(zhì)組成的？到目前為止，物質(zhì)-反物質(zhì)不對(duì)稱性還無(wú)法通過(guò)現(xiàn)代物理學(xué)得到合理的解釋，因而也成為當(dāng)今宇宙學(xué)領(lǐng)域最大的未解之謎之一。

　　不過(guò)，根據(jù)近日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的一項(xiàng)最新研究顯示，美國(guó)弗吉尼亞理工學(xué)院的大衛(wèi)·弗雷羅（David V. Forero）和帕特里克·胡珀（Patrick Huber）提出了一種不同的觀點(diǎn)，認(rèn)為這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果暗示的是一種電荷CP守恒下的“全新物理學(xué)”，只是當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)技術(shù)還無(wú)法分辨兩者之間的不同。

　　這兩種可能性——CP破壞或是一種嶄新物理學(xué)，這一選擇的答案將對(duì)宇宙學(xué)中的一些最重大問(wèn)題的解決產(chǎn)生重要影響。目前物理學(xué)家們面臨的一項(xiàng)重要工作便是尋找全新的物理學(xué)，更具體的說(shuō)就是超越標(biāo)準(zhǔn)模型的物理學(xué)。科學(xué)家們很清楚這一理論是不完善的，但卻不知道該如何對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。全新的物理學(xué)將有望對(duì)一部分標(biāo)準(zhǔn)模型無(wú)法解釋的問(wèn)題給 出解釋，其中就包括物質(zhì)-暗物質(zhì)不對(duì)稱性問(wèn)題，以及暗物質(zhì)、暗能量以及引力的本質(zhì)。

　　正如這兩位研究人員在論文中所闡述的那樣，要想分辨相關(guān)實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)果究竟暗示CP破壞還是一種全新的物理學(xué)將是極具挑戰(zhàn)性的。這項(xiàng)研究的主要目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是“對(duì)兩種可能性之間的誤差范圍進(jìn)行量化”。物理學(xué)家們所開展的模擬和分析工作顯示，不管是在CP破壞還是一種全新的物理學(xué)的可能性下，其數(shù)值分布的峰值都集中在相關(guān)中微子實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果附近，稱為“狄拉克CP相”。這種相同的特征使得當(dāng)前的中微子實(shí)驗(yàn)不可能辨別這兩種不同可能性之間的區(qū)別。帕特里克·胡珀表示：“我們的研究結(jié)果顯示，要想宣稱CP破壞的結(jié)果將需要極度謹(jǐn)慎，而引入一種嶄新的物理學(xué)則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的混亂。”

　　不過(guò)，好消息也有，那就是未來(lái)設(shè)計(jì)的全新中微子實(shí)驗(yàn)方案將有可能具備分辨這兩種可能性的能力。其中一種方法就是對(duì)兩種采用稍有不同設(shè)計(jì)方案的中微子實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。比如設(shè)在美國(guó)的“深部地下中微子實(shí)驗(yàn)”（DUNE）以及位于日本的東海-超級(jí)神岡探測(cè)器（T2HK）項(xiàng)目。胡珀表示：“基本的設(shè)想是，我們?cè)谡撐闹兴峒暗膷湫挛锢韺W(xué)的相關(guān)特性與中微子在不同數(shù)量地球物質(zhì)影響下發(fā)生的震蕩模式有關(guān)。中微子穿透的物質(zhì)越多，新物理學(xué)對(duì)其產(chǎn)生的影響應(yīng)該就越明顯。”

　　他說(shuō)：“對(duì)于DUNE項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，中微子抵達(dá)該探測(cè)裝置之前需要穿越1300公里厚的地球物質(zhì)，而對(duì)于T2HK而言，中微子的穿越距離大約僅有300公里。因此在這兩個(gè)項(xiàng)目期間應(yīng)該會(huì)獲得不同的狄拉克CP相數(shù)值分布，從而對(duì)上述問(wèn)題給出解答。”