欢迎来到真实的镜像世界(4)
2023-05-03 来源:飞速影视
打个比方。有一口碗,碗上有几个分布不规则的缺口,就这口碗自身而言,左右对称性“破缺”了。但是,倘若让它对着一面镜子,把碗和它在镜中的像都当作一个系统处理,那么左右对称性依然是保持的。这个解释的前提是,镜像世界跟我们的世界一样真实。
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这个存在真实的镜像世界的想法当时并不受欢迎,所以李和杨很快就放弃了。但在粒子物理学面临着许多难题的今天,一些人又开始重拾这种观点。他们说,事实上我们或许已经从中子的行为中窥探到镜像世界存在的迹象。
中子是组成原子核的基本粒子之一。它在原子核内是稳定的,但在核外,即所谓的自由中子,就不稳定了,将衰变为电子和质子(这叫β衰变)。几十年来,物理学家一直在努力弄清楚自由中子在衰变前究竟能存在多长时间,但得到的结果是相互矛盾的。
测量自由中子寿命的方法大致有两种:一种是用“磁陷阱”捕捉的方法,一种是用中子束的办法。陷阱捕捉的方法相当简单:你用一个弱磁场将一群中子聚集到一口“陷阱”中,让它们在里面衰变,过一阵子再去数剩下的中子数。根据这种方法,中子的平均寿命为14分39秒。
第二种办法则是从核反应堆中引出中子束,测量它产生的质子数。质子带电,更容易测量。一个中子衰变产生一个质子。用该方法测量,得到的中子寿命为14分48秒。
两种办法测得的寿命差为9秒钟。起初,物理学家将其归结为实验误差。但是,随着测量技术的提高,现在测量误差越来越小了,可这两个数值并没有趋于一致。中子似乎有两个寿命。
一些物理学家认为,镜像世界如果存在的话,可能是出现上述问题的罪魁祸首。他们提出一种猜想:中子或许在两个世界之间来回振荡。中子一生中只有部分时间逗留在我们的宇宙,剩余时间是在“平行”(因为就在我们身边)的镜像世界中度过的,在那里它们发射的任何质子都不会被我们发现。
他们计算了一下:如果100个中子中有1个在衰变成质子之前“切换”到镜像世界中去了,就可以解释为何用“磁陷阱”的办法测量到的中子寿命较短。因为这个中子隐身于镜像世界之后,我们就测不到它了。这就是说,当我们测到只剩50个中子时,它实际上只有49个中子衰变了,这自然比50个中子衰变所需要的时间要短。
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