物理學(xué)家試圖回答的一個大問題是，宇宙中所有的反物質(zhì)都發(fā)生了什么？宇宙誕生于物質(zhì)和反物質(zhì)粒子的熱湯中(例如，電子的反粒子是正電子)。但百億年前發(fā)生了一件事，打破了物質(zhì)的平衡，反物質(zhì)消失了。事實(shí)上，如果這沒有發(fā)生，我們?nèi)祟惥筒粫谶@里：當(dāng)反物質(zhì)和物質(zhì)粒子碰撞時就會湮滅，轉(zhuǎn)化為純能量。
為了解開這個謎團(tuán)，加州理工學(xué)院的研究人員正在參與一個雄心勃勃的多機(jī)構(gòu)項目。名為中子電偶極矩實(shí)驗(yàn)(nEDM)，由美國能源部和國家科學(xué)基金會資助，該項目將在大約三年后在田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)的一項實(shí)驗(yàn)中達(dá)到高潮。這個想法是為了尋找中微子中所謂的電偶極矩：一種現(xiàn)象，在這種現(xiàn)象中，中子內(nèi)部的電荷如此之多，以至于中子的一邊比另一邊略負(fù)一些。
（圖示）在加州理工學(xué)院同步加速器大樓里，nEDM團(tuán)隊的成員站在磁性低溫容器實(shí)驗(yàn)裝置前。從左至右:研究工程師魏萬春;瑪麗·布拉尼克，研究生，和布拉德·菲利蓬，弗朗西斯·莫斯利的物理教授和nEDM實(shí)驗(yàn)的發(fā)言人
這種扭曲，如果足夠大，可能意味著一種被稱為電荷宇稱(CP)的物理對稱性的破壞。而電荷宇稱是解釋宇宙中沒有反物質(zhì)所必需的。加州理工學(xué)院正在建造這個實(shí)驗(yàn)的一個關(guān)鍵部分：是一個巨大的低溫容器，以及用來產(chǎn)生磁場的磁屏蔽和線圈。低溫容器內(nèi)的實(shí)驗(yàn)，可以被認(rèn)為是一個巨大的熱水瓶，將被冷卻到絕對零度以上0.5度，或0.5開爾文(-459華氏度)。
這個想法是在腔內(nèi)的磁場中自旋超冷中子，就像核磁共振成像機(jī)器在我們體內(nèi)自旋質(zhì)子一樣。然后施加電場，研究人員將觀察中子旋轉(zhuǎn)方式的微小變化——這是電偶極矩的一個跡象。nEDM實(shí)驗(yàn)的靈敏度相當(dāng)于測量地球直徑小于人類頭發(fā)厚度百分之一的失真。加州理工學(xué)院的研究小組希望在大約一年半時間內(nèi)將這艘?guī)в写牌帘魏痛艌鼍€圈的制冷機(jī)送到橡樹嶺。
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