LHCb揭示了宇宙碰撞中反物质创造的秘密

　　图片来源：欧洲核子研究组织
　　在今天的夸克物质会议和最近的Rencontres de Moriond会议上，LHCb合作提出了对大型强子对撞机（LHC）的粒子碰撞的分析，这可能有助于确定太空实验看到的任何反物质是否来自将银河系等星系结合在一起的暗物质。
　　太空实验，如在欧洲核子研究中心组装并安装在国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS），已经检测到称为宇宙射线的高能粒子中反质子的比例，质子的反物质对应物。这些反质子可以在暗物质粒子相互碰撞时产生，但它们也可以在其他情况下形成，例如当质子与星际介质中的原子核碰撞时，星际介质主要由氢和氦组成。
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　　为了找出这些反质子中是否有任何一个起源于暗物质，物理学家必须估计质子与氢之间以及质子与氦之间的碰撞中产生反质子的频率。虽然已经对第一个进行了一些测量，并且LHCb在2017年报告了第二个测量的首次测量，但LHCb测量仅涉及快速反质子的产生 - 也就是说，在碰撞发生的地方产生的反质子。
　　在他们的新研究中，LHCb团队还研究了在距离碰撞点一定距离处产生的反质子，通过称为反hyperons的粒子转化为反质子的＂衰变＂。为了进行这项新的测量和之前的测量，LHCb研究人员通常使用质子 - 质子碰撞的数据进行研究，而是使用通过将氦气注入两个LHC质子束通常碰撞的点而获得的质子 - 氦碰撞的数据。
　　LHCb探测器记录的质子-质子碰撞事件，显示了碰撞中形成的反质子的轨迹。
　　通过分析大约3400万个质子 - 氦碰撞的样本并测量反质子衰变的反质子与快速反质子的产生率之比，LHCb研究人员发现，在他们测量的碰撞能量尺度上，通过反亚铁子衰变产生的反质子对总反质子生产率的贡献远远超过大多数模型在质子 - 核碰撞中抗质子产生量的预测量。
　　＂这一结果补充了我们之前对快速反质子产生的测量，它将改善模型的预测，＂LHCb发言人Chris Parkes说。＂这种改进可能反过来帮助太空实验找到暗物质的证据。
　　＂我们向LHCb碰撞点注入气体的技术最初是为了测量质子束的大小而构思的，＂LHCb物理协调员Niels Tuning说。＂很高兴再次看到它也提高了我们对质子和原子核之间的宇宙碰撞中应该产生反物质的频率的了解。