物质—反物质不对称

有一个基本到容易被忽略的事实：世界由物质构成，几乎没有反物质。每一颗恒星、每一颗行星、你自己的身体——统统是物质，而反物质只在宇宙线里、实验室实验里、以及某些放射性衰变里短暂地露个脸。然而物理学最深层的原理在两者之间几乎是一碗水端平的。那么宇宙为什么会变得如此一边倒？为什么会有由物质构成的“东西”存在，而不是一个把自己抹得干干净净的宇宙？

把时钟往回拨，这个谜就变得尖锐起来。在炽热的早期宇宙里，物质和反物质本应以几乎相等的数量被造出来，而当一个粒子遇到它的反粒子时，两者会湮灭成纯粹的光。如果账目分毫不差地平了，那么每一个物质粒子都会找到一个反物质的搭档，双双消失，于是今天的宇宙就该是一锅冰冷的辐射，没有原子——没有星系、没有行星、也没有我们。我们能在这儿，就意味着当初有过一点点盈余：大约每十亿个反物质粒子，就对应约十亿零一个物质粒子。在那场大湮灭之后，这十亿分之一的剩余，变成了我们今天看见的一切。

要产生这样一点盈余，需要三样具体的配料，由安德烈·萨哈罗夫一一列出：能改变物质净数量的过程、物质与反物质行为上的差异（叫做 CP 破坏）、以及一段宇宙处于失衡状态的时期。标准模型里确实含有一小撮 CP 破坏，已在某些介子的衰变中观测到，但它远远不足以解释我们看到的这点盈余——差了好多个数量级。这个亏空是“标准模型之外还有新物理”的一个明确暗示，也是实验如此卖力地搜寻新的 CP 破坏来源（尤其是在中微子之中）的原因之一。