我們可以在實(shí)驗(yàn)室中利用能量創(chuàng)造物質(zhì),。粒子加速器一直都在這樣做,。當(dāng)我們這樣做時(shí)，所創(chuàng)造的一半是物質(zhì),，另一半是反物質(zhì),。物理學(xué)中存在一種對(duì)稱性，要求物質(zhì)和反物質(zhì)要等量出現(xiàn),。但是,，當(dāng)我們環(huán)顧宇宙時(shí)，所見即是物質(zhì),。那么,，大爆炸是如何在不產(chǎn)生同等數(shù)量的反物質(zhì)的情況下創(chuàng)造出我們所看到的一切的呢？答案可能是中微子,。

物質(zhì)和反物質(zhì)有點(diǎn)像宇宙雙胞胎,。對(duì)于每種類型的物質(zhì)粒子,，都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的反物質(zhì)粒子。兩者之間的主要區(qū)別在于它們的電荷,。例如,，電子具有負(fù)電荷，而反電子（通常稱為正電子）具有正電荷,。質(zhì)子帶正電,，反質(zhì)子帶負(fù)電。

物理學(xué)中的基本對(duì)稱性,。

物理學(xué)中的基本對(duì)稱性之一是電荷守恒,。宇宙中的總電荷為零，并且不能改變,。因此,，如果創(chuàng)建帶電物質(zhì)粒子，則還必須創(chuàng)建帶有相反電荷的相應(yīng)反物質(zhì)粒子,。這種對(duì)稱性對(duì)于物理學(xué)如此重要,，以至于天文學(xué)家認(rèn)為大爆炸會(huì)同時(shí)產(chǎn)生物質(zhì)和反物質(zhì)。但是不久之后,，某種事情注定要發(fā)生了：更多的反物質(zhì)從宇宙中消失了,。

那才是真正的神秘所在。有什么機(jī)制可以使宇宙打破物質(zhì)與反物質(zhì)之間的對(duì)稱性,？一種想法集中在中微子上,。

中微子是不帶電荷的基本粒子。但是它們卻具有一種稱為弱同位旋（weak isospin）的性質(zhì),，本質(zhì)上是弱力的“電荷”,。這意味著同時(shí)存在物質(zhì)和反物質(zhì)中微子。但是中微子具有兩個(gè)特性,，可以將它們與其他所有基本粒子區(qū)分開,。首先是它們的質(zhì)量是“模糊的”。中微子可以具有三種不同的質(zhì)量,，而典型的中微子是三種質(zhì)量疊加后產(chǎn)生的量子態(tài),。這就是中微子可以在不同味之間振蕩的原因。第二點(diǎn)與他們的手性有關(guān),。

左手性和右手性,。

每個(gè)基本粒子都有類似自旋的旋轉(zhuǎn)特性。當(dāng)粒子在飛行時(shí),，自旋和運(yùn)動(dòng)可以沿其運(yùn)動(dòng)方向或與其運(yùn)動(dòng)相反,。前者稱為右手手性，而后者則為左手,。除中微子外,，物質(zhì)和反物質(zhì)粒子都具有手性,。中微子總是左撇子，反中微子總是右撇子,。

我們不知道為什么會(huì)這樣,，但是一個(gè)想法是,，手性通過一種稱為蹺蹺板機(jī)制（seesaw mechanism）的過程影響中微子質(zhì)量,。在此模型中，存在右手中微子和左手中微子,，認(rèn)為右手中微子的質(zhì)量很大,，使得左手中微子的質(zhì)量被壓的很低。這種蹺蹺板機(jī)制可以解決我們今天看到的最重要的宇宙之謎,。

宇宙相變?nèi)绾萎a(chǎn)生物質(zhì)宇宙,。圖片：R.Hurt/Caltech-JPL, NASA, and ESA, with modifications by Kavli IPMU

這個(gè)想法是，物質(zhì)和反物質(zhì)在宇宙中出現(xiàn)后不久,，宇宙就發(fā)生了相變,，其中反物質(zhì)轉(zhuǎn)化為重的反中微子的數(shù)量要多于物質(zhì)轉(zhuǎn)化為重的中微子的數(shù)量。宇宙的總電荷保持為零,，物質(zhì)與物質(zhì)的平衡得以保留,，但剩下的大部分是常規(guī)物質(zhì)和重的反中微子。

這是一個(gè)好主意,，但是除非您能證明,，否則就毫無意義。最近,，一個(gè)團(tuán)隊(duì)提出了一種可行的方法,。如果發(fā)生這種相變，則質(zhì)量的移動(dòng)將在整個(gè)可觀察的宇宙中產(chǎn)生引力波,。他們?cè)谧罱墓ぷ髦姓J(rèn)為,，將來的重力望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該可以檢測(cè)到這些引力波。如果他們是對(duì)的,，那么它最終將解決宇宙學(xué)中最大的謎團(tuán)之一,。