新華網東京12月10日電(記者錢錚)日本科學家經實驗證實,基本粒子若被置于高密度環境下,它們的質量會減小。這一結果驗證了之前的有關理論預測,將有助于探索物質質量的起源。
現代物理學理論認為,宇宙誕生初期處于高溫、高密度狀態,那時宇宙中的基本粒子沒有質量。之后,隨著宇宙膨脹、冷卻,基本粒子才具有了質量。
日本高能加速器研究機構、理化研究所等5家機構近日聯合發布新聞公報說,科研人員認為原子核內部具備驗證上述理論的高密度環境。他們用高能加速器研究機構120億電子伏特質子加速器產生的高能質子束轟擊銅和碳等元素的原子核,使原子核內部生成一種基本粒子——φ介子。利用φ介子分解產生的電子和正電子對,可測定φ介子的質量比在真空環境下小3%,壽命也只有真空狀態下的四分之一。
日本東京大學教授初田哲男1992年曾預言,隨著密度增大,φ介子的質量成比例減小,在原子核內部可能會減小1%至4%。這次的實驗結果證實了這一預言。
新成果將于近期刊登在美國《物理評論通訊》雜志網絡版上。日本大阪大學核物理研究中心負責人土岐博表示,這項成果對探索物質質量獲得機制十分重要。
據悉,日本科學家今后還將就物質質量在各種密度和溫度的介質中會發生怎樣的變化進行系統研究。對物質質量起源的理解有望在不久的將來得到深化。