物理学家们更接近解开宇宙中物质之谜

大型强子对撞机（CERN）的CMS合作组团队完成了一项对物质和反物质行为中细微差异的大规模研究。研究人员对中性B介子（美介子）的衰变过程进行了详细分析，以探究现代宇宙学的一个关键谜团。结果已发表在CERN数据库中（CMS-PAS-BPH-26-005）。

根据标准模型和大爆炸理论，物质和反物质在宇宙诞生之初应以完全相等的量产生。然而，今天可观测的宇宙几乎完全由普通物质构成，而反物质则几乎完全消失。

为了解释这种基本的不平衡，物理学家们正在寻找CP破坏——粒子及其反粒子在物理属性和行为上的微小差异。中性B介子是此类测试的理想工具，因为由于量子效应，它们可以自发转化为自身的反粒子并再变回。

在新实验中，科学家们测量了物质和反物质版本在时间推移中的衰变速率和频率的微小差异。该分析使用了2022年至2025年间在LHC收集的质子-质子碰撞海量数据集。

粒子物理学中的人工智能

主要技术挑战在于准确判断每个介子在其产生最初瞬间——在它衰变为J/ψ介子和中性Kaon之前的几分之一秒——是粒子还是反粒子。总共，算法处理了超过140万个粒子的数据。

为解决这一问题，研究人员使用了先进的机器学习算法。神经网络分析了伴随每次碰撞的μ子、电子和粒子喷注的信息。这种方法与所有先前研究相比，大幅提升了初始状态识别的准确性。

测量的CP破坏水平与标准模型的预测高度一致。根据作者所述，这是该领域迄今为止最精确的测量结果。这些结果对可能的新的物理理论施加了严格约束，并使科学更接近一步理解物质如何在早期宇宙中占据主导地位。承包笑点碎碎念