粒子物理學的標準模型(Standard Model)在解釋宇宙方面做得相當不錯，但它仍有一些漏洞。現在，一項新的研究提出了一個假想的粒子--軸子--將可能幫助解開宇宙中三個獨立的、巨大的謎團--包括我們人類為什麼會在這裡。
如果軸子存在，那麼它應該非常輕--比質子輕數十億倍--而且沒有電荷。它們基本上應該到處漂浮，但很少跟其他物質相互作用。所有這些都使得它們很難被探測到，這可能就是人類還沒有找到它們存在的直接證據的原因。
在這項新研究中，來自密歇根大學和高階研究所(Institute For Advanced study)的研究人員認為，在早期，軸子可能從根本上拯救了我們所處的宇宙，使其免於自我毀滅。
無論從哪個方面來看，大爆炸應該產生了等量的物質和反物質。問題是，一旦這兩者相遇，它們就會在能量的爆發中毀滅對方。這意味著，如果有等量的物質和反物質，它們早就應該相互抵消了。但今天我們人類仍在這裡--在一個充滿普通物質的宇宙中。於是反物質的去向就成了物理學中最大的謎團之一。
根據最新的這項研究，軸子可能就是答案。研究小組認為，在宇宙形成早期，軸子場開始振盪，這種振盪產生的物質只比反物質多一點點。即使這種不平衡只是100億分之一也會留下足夠的物質來形成我們今天周圍的一切。
研究小組將這種機制叫做“軸子起源(axiogenesis)”。然而物質-反物質的不對稱性並不是軸子被提出用來解決的唯一問題。
1977年，物理學家Roberto Peccei和Helen Quinn為了在標準模型中填補一個特殊的洞首次提出了軸子的假設。中子不會跟電場相互作用--但它們應該跟電場發生作用，這是因為它們是由被稱為夸克的更小粒子組成，而夸克帶電並會跟電場相互作用。於是中子不跟電場相互作用的問題被認為是強CP問題。
研究人員認為，軸子能夠切斷中子跟電場之間的這種相互作用從而有效地解決這個難題。但這還不是全部。幾年後，科學家們意識到，軸子也是暗物質的一種簡便解釋。
幾十年的天文觀測一再表明，宇宙中存在著比人類所能看到的更多的物質。在可見質量的引力作用下，星系團將無法將自己維繫在一起，科學家透過計算發現多達85%的物質都是未知的。這種看不見的物質也就是大家熟悉的暗物質。
暗物質到底是什麼，對於這個問題人們爭論了幾十年並由此提出了許多不同的候選粒子。不斷出現的主要競爭者之一就是軸子。如果在一個普遍的領域中聚集了足夠多的暗物質，它們額外的質量就可以解釋暗物質所產生的奇怪的引力效應。
多年來，物理學家一直在尋找軸子存在的證據，他們使用實驗裝置來尋找軸子跟中子或電磁之間罕見的相互作用。然而截止到目前為止，他們仍未發現它們的跡象。
如果它們能被找到，很顯然它們可能會比人們想象中的藥更有價值，因為這不僅意味著發現了暗物質，而且可以一下子解決強CP問題和物質-反物質的不對稱性問題。
這項研究的作者之一Raymond Co指出：“軸子在解決基礎物理之謎方面的多功能性真的很驚人。我們對軸子的這一新側面所能帶來的未被探索的理論可能性感到興奮。更重要的是，實驗可能很快就會告訴我們，大自然的奧秘是否真的暗示著軸子的存在。”
粒子物理學的標準模型(Standard Model)在解釋宇宙方面做得相當不錯，但它仍有一些漏洞。現在，一項新的研究提出了一個假想的粒子--軸子--將可能幫助解開宇宙中三個獨立的、巨大的謎團--包括我們人類為什麼會在這裡。
如果軸子存在，那麼它應該非常輕--比質子輕數十億倍--而且沒有電荷。它們基本上應該到處漂浮，但很少跟其他物質相互作用。所有這些都使得它們很難被探測到，這可能就是人類還沒有找到它們存在的直接證據的原因。
在這項新研究中，來自密歇根大學和高階研究所(Institute For Advanced study)的研究人員認為，在早期，軸子可能從根本上拯救了我們所處的宇宙，使其免於自我毀滅。
無論從哪個方面來看，大爆炸應該產生了等量的物質和反物質。問題是，一旦這兩者相遇，它們就會在能量的爆發中毀滅對方。這意味著，如果有等量的物質和反物質，它們早就應該相互抵消了。但今天我們人類仍在這裡--在一個充滿普通物質的宇宙中。於是反物質的去向就成了物理學中最大的謎團之一。
根據最新的這項研究，軸子可能就是答案。研究小組認為，在宇宙形成早期，軸子場開始振盪，這種振盪產生的物質只比反物質多一點點。即使這種不平衡只是100億分之一也會留下足夠的物質來形成我們今天周圍的一切。
研究小組將這種機制叫做“軸子起源(axiogenesis)”。然而物質-反物質的不對稱性並不是軸子被提出用來解決的唯一問題。
1977年，物理學家Roberto Peccei和Helen Quinn為了在標準模型中填補一個特殊的洞首次提出了軸子的假設。中子不會跟電場相互作用--但它們應該跟電場發生作用，這是因為它們是由被稱為夸克的更小粒子組成，而夸克帶電並會跟電場相互作用。於是中子不跟電場相互作用的問題被認為是強CP問題。
研究人員認為，軸子能夠切斷中子跟電場之間的這種相互作用從而有效地解決這個難題。但這還不是全部。幾年後，科學家們意識到，軸子也是暗物質的一種簡便解釋。
幾十年的天文觀測一再表明，宇宙中存在著比人類所能看到的更多的物質。在可見質量的引力作用下，星系團將無法將自己維繫在一起，科學家透過計算發現多達85%的物質都是未知的。這種看不見的物質也就是大家熟悉的暗物質。
暗物質到底是什麼，對於這個問題人們爭論了幾十年並由此提出了許多不同的候選粒子。不斷出現的主要競爭者之一就是軸子。如果在一個普遍的領域中聚集了足夠多的暗物質，它們額外的質量就可以解釋暗物質所產生的奇怪的引力效應。
多年來，物理學家一直在尋找軸子存在的證據，他們使用實驗裝置來尋找軸子跟中子或電磁之間罕見的相互作用。然而截止到目前為止，他們仍未發現它們的跡象。
如果它們能被找到，很顯然它們可能會比人們想象中的藥更有價值，因為這不僅意味著發現了暗物質，而且可以一下子解決強CP問題和物質-反物質的不對稱性問題。
這項研究的作者之一Raymond Co指出：“軸子在解決基礎物理之謎方面的多功能性真的很驚人。我們對軸子的這一新側面所能帶來的未被探索的理論可能性感到興奮。更重要的是，實驗可能很快就會告訴我們，大自然的奧秘是否真的暗示著軸子的存在。”