這是物理學中最大的謎題之一。

構成我們周圍物質的所有粒子，如電子和質子，都有幾乎相同的反物質版本，但具有映象性質，如相反的電荷。

當反物質和物質粒子相遇時，它們會在瞬間的能量中湮滅。

如果反物質和物質確實完全相同，但它們是彼此的映象副本，那麼它們應該在大爆炸中產生等量的物質。

問題是，這會讓一切化為烏有。

但今天，宇宙中幾乎沒有反物質了--它只出現在一些放射性衰變和一小部分宇宙射線中。

那它怎麼了？

利用歐洲核子研究中心的LHCb實驗來研究物質和反物質之間的差異，我們發現了一種新的出現這種差異的方式。

1928年，物理學家保羅·狄拉克描述電子運動的方程預言了反物質的存在。

起初，人們並不清楚這只是一種數學怪癖，還是對真實粒子的描述。

但在1932年，卡爾·安德森在研究從太空落到地球上的宇宙射線時，發現了電子的一個反物質夥伴--正電子。

在接下來的幾十年裡，物理學家發現所有物質粒子都有反物質夥伴。

科學家們認為，在大爆炸後不久的非常炎熱和緻密的狀態下，肯定有一些過程優先考慮物質而不是反物質。

這就產生了少量的過剩物質，當宇宙冷卻時，所有的反物質都被等量的物質摧毀或湮滅，留下了少量的過剩物質。

正是這種過剩構成了我們今天在宇宙中看到的一切。

究竟是什麼過程造成了過剩還不清楚，物理學家們幾十年來一直在關注。

已知的不對稱。

夸克和輕子一樣是物質的基本構件，夸克的行為可以闡明物質和反物質之間的區別。

夸克有許多不同的種類或“味道”，被稱為向上、向下、魅力、奇怪、底部和頂部加上六種相應的反夸克。

上夸克和下夸克組成了普通物質原子核中的質子和中子，其他夸克可以透過高能過程產生，例如，透過在歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機等加速器中碰撞粒子。

由一個夸克和一個反夸克組成的粒子被稱為介子，有四個中性介子(B0S，B0，D0和K0)表現出令人著迷的行為。

它們可以自發地變成它們的反粒子夥伴，然後再變成反粒子夥伴，這一現象在1960年首次被觀察到。

由於它們是不穩定的，它們會在振盪過程中的某個時刻“衰變”--解體--變成其他更穩定的粒子。

與反介子相比，介子的這種衰變發生的方式略有不同，這與振盪結合在一起意味著衰變的速率會隨著時間的推移而變化。

振盪和衰變的規則由一個稱為CKM機制的理論框架給出。

它預測物質和反物質的行為是不同的，但這種差異太小，不足以在早期宇宙中產生解釋我們今天所看到的豐富性所需的過剩物質。

這表明我們有一些不理解的東西，研究這個話題可能會挑戰我們在物理學中的一些最基本的理論。

新物理？

我們最近的LHCb實驗結果是對中性B0S介子的研究，觀察它們衰變成兩對帶電K介子的過程。

B0S介子是在大型強子對撞機中透過質子與其他質子的碰撞而產生的，在那裡它們以每秒3萬億次的速度振盪進入反介子並返回。

碰撞還產生了以同樣方式振盪的反B0S介子，為我們提供了可以比較的介子和反介子的樣本。

我們計算了兩個樣本的衰變次數，並將這兩個數字進行了比較，看看這種差異是如何隨著振盪的進行而變化的。

有一個細微的不同，其中一個B0S介子發生了更多的衰變。

對於B0S介子，我們首次觀察到衰變的差異或不對稱性隨B0S介子和反介子之間的振盪而變化。

除了是研究物質-反物質差異的里程碑，我們還能夠測量不對稱的大小。

這可以轉化為對基本理論的幾個引數的測量。

將結果與其他測量結果進行比較，可以進行一致性檢查，以檢視當前被接受的理論是否正確地描述了自然。

由於我們在微觀尺度上觀察到的物質對反物質的微小偏好，不能解釋我們在宇宙中觀察到的物質的壓倒性豐富性，我們目前的理解很可能是一個更基本的理論的近似值。

研究這種我們知道可以產生物質-反物質不對稱性的機制，從不同的角度探測它，可能會告訴我們問題所在。

在最小的尺度上研究世界是我們能夠理解在最大尺度上看到的東西的最好機會。