CP 破壞

假設你做了一個粒子物理實驗，然後做兩處改動再做一遍：把每個粒子都換成它的反粒子，同時透過一面鏡子來看整件事。如果宇宙完全不偏不倚，這兩個版本會給出完全相同的結果。CP 破壞正是這樣一個發現：在罕見的情形下，它們並不相同——某些過程的「反物質加鏡像」版本，發生的速率與原版略有差別。這意味著自然內建著一種微小的偏好，把物質和反物質區分開來，是世界與它那映在鏡中的反物質孿生體之間的一種差異。

這個名字來自兩種操作的組合：C（電荷共軛）把粒子變成反粒子，P（宇稱）像鏡子那樣左右翻轉。在很長一段時間裡，物理學家以為，儘管弱交互作用單獨會破壞 P，但 C 與 P 的組合 CP 仍會是一個完美的對稱性。CP 破壞正是推翻這一點的實驗事實：某些弱交互作用導致的物質與反物質衰變，發生的概率有可測得的差別。具體地說，一個粒子和它的反粒子可以衰變到同一個末態，但若仔細計數，其中一條路徑會被略微偏好。這種效應很小——常常只有百分之幾甚至更小——但它真實、可重複，並透過夸克在各代之間混合的方式內建於標準模型之中。

CP 破壞之所以重要，有一個極其重大的原因：它是解釋「宇宙為何含有物質、而非等量的物質與反物質」所必需的一味原料。如果沒有某種以不同方式對待物質與反物質的過程，早期宇宙就永遠不可能落得偏向一方。CP 破壞正是自然中存在這種差異的確鑿證明。一個對本領域至關重要的誠實提醒是：我們迄今測得的 CP 破壞量，遠遠太小，不足以說明宇宙中實際的物質過剩——所以儘管 CP 破壞真實存在，宇宙不對稱的完整故事仍需要我們尚未找到的物理。