宇宙中重子和轻子不对称的原因,长久以来被视为基本粒子物理学领域的主要谜题,也是理论物理学家在对撞机研究中重点关注的焦点。近日,由俄罗斯科学院通讯院士阿纳托利·谢列布罗夫带领的库尔恰托夫研究所(PNPI)科学家团队,在研究中取得了新进展。该团队成员包括O.M. Zherebtsov、A.K. Fomin、R.M. Samoilov和N.S. Budanov,他们分析了中子衰变的精密实验数据,其中很大一部分数据源于库尔恰托夫研究所的实验。经分析,发现与标准模型存在3.7个标准差的偏差。
在弱相互作用的左右模型框架下,团队分析表明,可能存在质量为(300 ± 24) GeV、与左旋矢量玻色子混合角为(-0.039 ± 0.014) rad的右旋矢量玻色子。因混合角较小,300 GeV处的右旋矢量玻色子共振被抑制约100倍,导致其在对撞机上未被探测到。这需要借助正在开发作为PIK反应堆仪器计划一部分的中子β衰变装置,以大约三倍精度测量所有三种中子衰变不对称性。同时,除中子实验外,还需开展中微子实验,因为右旋矢量玻色子的存在暗示着右旋中微子(或称惰性中微子)的存在。
在PIK反应堆开展中子实验,在SM-3反应堆的联合中微子实验室开展中微子实验,有望解答物理学中关于宇宙重子和轻子不对称原因的根本性重要问题。
