南开新闻网讯（通讯员 程 丹）现代物理学认为我们的宇宙起源于一次“大爆炸”，该过程中产生的正物质和反物质数量是精确相等的。然而，大量的实验证据都表明当前宇宙是由正物质组成的，没有观测到原初反物质存在的证据。为了解释宇宙中物质反物质的不对称，萨哈罗夫（Sakharov）于1967年提出了著名的三原则，指出重子数破坏是解释该问题的关键之一。时至今日，物理学家们已经对质子衰变、以及各种强子的重子数破坏衰变进行了广泛研究，但尚未发现明显的重子数破坏信号。然而，这些研究的共同点是初末态的重子数与轻子数之差保持不变。因此探索新类型的重子数破坏现象变得越来越重要。
南开大学赵明刚教授与河南师范大学郝喜庆博士合作，利用北京谱仪（BESIII）国际合作组采集的13亿个 粒子的世界最大实验数据，通过研究 过程，在世界上首次搜寻了重子数破坏过程——反超子 向超子 振荡的现象，并测量了 振荡的实验上限及其振荡参数。这一突破性成果对于解开宇宙中的反物质消失之谜具有重要的意义。在研究中，我们将振荡前的 末态定义为“正确符号”，振荡后的 末态定义为为“错误符号”，它们各自的分布展示在图1中。结果显示，正确符号分布的本底极低、信号非常干净，而错误符号分布的信号区内没有观测到任何事例，这表明没有看到振荡现象。基于此分布，综合考虑本底分析、探测效率和系统误差等信息后，我们测得世界上首个振荡的上限为 ，由此解出的振荡参数的上限为 。因为振荡过程的初末态都包含第二代夸克，该工作拓展了重子反重子振荡实验的研究范围，有望对该类型重子数破坏过程的理论和实验研究起到激励作用。
图：错误符号（a）和正确符号（b）的分布图，实验数据表示为黑色数据点，蒙特卡洛模拟的振荡信号用粉色实心直方图表示，本底则用红色的虚线表示。
近日，相关研究成果以“在 衰变中寻找超子-反超子振荡”（Search for Baryon-Number-Violating Oscillations in the Decay +c.c.）为题，在线发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。该工作得到了国家自然科学基金重点项目和大科学装置联合基金重点项目的支持。
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URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.131.121801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.121801
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