北京谱仪III探测器正面照

　　正反科西超子级联衰变演示图：如果物质和反物质遵循相同的物理法则，科西超子与反科西超子的衰变应该是镜像对称的，只是空间坐标是相反的。镜像之间纽带连接表示正反超子的量子关联。

　　北京谱仪III合作组实现了一种创新实验方法，为研究物质和反物质不对称性提供了极其灵敏的实验探针。相关研究成果于2022年6月2日在《自然》杂志上正式刊发。

　　据悉，北京谱仪III探测器是我国自主研发的大型高能实验装置，自2008年改造完成运行至今，仍保持着良好的运行状态，共有来自17个国家、80家科研机构约500名科研人员围绕其合作开展科研工作，是当前国内正在运行的最大国际合作组。利用该装置产出的科研数据，科学家已发表了400余篇高水平科研论文。本次发表的科研成果是由我国科学家和国外合作者共同完成的，是国际合作的典范。

　　在北京谱仪III实验中，电子与其反粒子正电子碰撞的能量是其固有质量的上万倍。在这些碰撞中，电子和正电子湮灭，并从释放的能量中产生其他粒子或粒子对。在这项新的研究中，科研人员利用正反科西超子的“自旋”信息和量子关联来揭示正反物质不对称性，粒子物理学家称为“CP破坏”。超子衰变是寻找CP破坏的一个很有希望的狩猎场，因为它们的“自旋”方向可以通过其“子粒子”的衰变直接测量。考虑成对的正反超子级联衰变，可以把强力和弱力的贡献分开，导致对CP破坏测量的敏感度显著提高。北京谱仪III实验这一创新方法为寻找 CP 破坏提供了一种全新的视角。

　　尽管《自然》一文中给出的结果显示没有CP破坏的迹象。然而，这一创新方法为科学家未来确认或排除超出标准模型的CP破坏来源带来了希望。“这是理解正反物质不对称性的一个里程碑，我期待北京谱仪III合作组将取得更多成就。”中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳研究员说。“北京谱仪III实验的灵敏度远高于之前费米实验室的HyperCP实验，是HyperCP实验单事例灵敏度的1000倍，这得益于BESIII实验上正反科西超子的自旋极化和量子纠缠。”BESIII国际合作组发言人李海波研究员强调说。