正物质与反物质，天使与魔鬼

反物质是非常让人着迷的。原来我们现有的每一个基本粒子都有一个反粒子搭档，两者的质量相同而电荷相反。举例来说，电子的反粒子是正电子。最关键的事实是：如果一个粒子和它的反粒子相遇了，会发生湮灭反应，然后制造出光子来。

在大型强子对撞机（LHC）之前的大型正负电子对撞机，使用了特别高能的电子和正电子进行对撞产生出新粒子，对撞的总能量可以相当于200个质子静止时的能量。事实上，在世纪之交的时候一个小插曲出现了，当时在大型电子正子加速器（LEP）工作的物理学家确信，他们发现了希格斯粒子存在的迹象，其质量大约相当于122个质子的质量。然而官僚主义最后占了上风，大型电子正子加速器（LEP）被拆掉了，腾出地方给大型强子对撞机（LHC）。最后，122个质子质量被规定为希格斯玻色子质量的下限。

请不用怀疑，反物质是很真实的东西，而且它是组成物理现象未解之谜的核心：为什么自然界中的反物质这么少？我们相信在宇宙大爆炸中，同样多的物质和反物质被创造出来，那么为什么当我们环视宇宙时，反物质看起来这么稀缺呢？

当然，从某个角度来说，这是件好事。如果大爆炸创造的所有夸克和反夸克一瞬间彼此消灭，那宇宙中就只剩下光子了，星系、恒星、行星都不存在了，也不会有物理学家担心这些东西是从哪儿来的了。其实非常惊险，只差一点点，事情就会变成那样：大部分在大爆炸中被创造出的夸克和反夸克确实彼此消减，而且留下的光子至今还可以在世界各地的无线电望远镜里观察到。只是，在每十亿个夸克与反夸克彼此消减的过程中，就会有一个夸克安然无恙地存活下来，这些夸克就构成了我们今天在宇宙中可以看到的物质。物质与反物质之间的差距非常小，但是目前为止，我们还没有办法找到任何物理定律可以解释它。

弱作用力可能是“嫌犯”之一，因为它在遇到物质和反物质时的行为模式，看起来确实有一点不同。但到目前为止，我们看到的这些差别离解释十亿分之一的存活率还差得远，不过这仍然算是解释物理存在的一个重要线索。大型强子对撞机（LHCb）探测器——b代表底夸克——被建造出来是用以测量在弱作用力下的B介子以及它的反粒子反B介子的衰变率。如果弱作用力以同等方式对待物质和反物质的话，你会预期两者的衰变率相同，但是事实上，B介子比反B介子的衰变率要慢一点点。在大型强子对撞机（LHC）提供的前所未见的高能量下，观测两个衰变率之间的差异是大型强子对撞机（LHCb）的重要目标之一，据此有希望告诉我们更多关于弱作用力的知识，以及让我们更了解它在宇宙创造之初所扮演的角色。