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导读
物理世界有三种常见的对称性，我们经常用符号C、P和T来表示它们。C代表正负电荷互换，也就是物质和反物质的互换。P代表宇称互换，也就是左右的互换。T代表时间反演，也就是录像带正放和倒放的互换。C、P、T各自都可以不守恒，以前发现的CP不守恒都只涉及奇异夸克和底夸克，这次发现的一种名叫“D介子”的粒子CP不守恒，是第一次发现涉及粲夸克的CP不守恒。
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这是【科技袁人】的衍生节目【科技袁周虑】的第三期，欢迎观看~
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部分评论
求此时的抛物线：
可以看出两位小帅哥（？）都有进步的，不再像之前那么尴尬，加油加油
风暴拗麗拗：
其实最后一段说的很对，目前人类的技术已经陷入了停滞，而航空航天技术甚至出现了倒退。主要原因还是因为航空航天赚不了钱（就目前来说）。其实目前现在地球上所谓的“能源危机”都是我们目光短浅只看到自己眼前的地球罢了，航空航天真正发展起来得到的经济效益绝对不是金融行业可以比拟的，但是发展航空航天需要大量的前期资金投入，而这是有很高风险的。所以说，很多的民营航空企业其实是在靠情怀吃饭，因为发射火箭带来的经济效益真的很低（就目前而言）。
风与页的调和：
祝节目越来越好

【导读】
物理世界有三种常见的对称性，我们经常用符号C、P和T来表示它们。C代表正负电荷互换，也就是物质和反物质的互换。P代表宇称互换，也就是左右的互换。T代表时间反演，也就是录像带正放和倒放的互换。C、P、T各自都可以不守恒，以前发现的CP不守恒都只涉及奇异夸克和底夸克，这次发现的一种名叫“D介子”的粒子CP不守恒，是第一次发现涉及粲夸克的CP不守恒。
X：近日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布，大型强子对撞机（LHC）上的LHCb实验发现了D介子的正—反物质不对称性。那么这个发现有多重要？官方的说法是：“绝对会被写进粒子物理的教科书。”——意思就是重要到这个以后要考！
S：你说的这个消息里面我只有依稀对“不对称性”有点耳熟。
杨振宁先生
李政道先生
X：因为这个发现就是和杨振宁李政道提出的“宇称不守恒定律”有关，某种程度上，它是证明或者说完善了在几十年前提出的“宇称不守恒”！所以为了理解这项发现的科学意义，我们就来走入杨振宁李政道的思维世界：
X：在宇宙大爆炸之初，宇宙是一个炽热的纯能量奇点。随着宇宙的膨胀与冷却，宇宙中的能量转化成了大量的正反粒子对，此时正反物质总量一样多。接着，大量的正反粒子重新彼此结合，湮灭为光子，这个过程经过了长久的反复，其能量最终成为了至今遍布宇宙中的微波背景辐射。然而在这个过程中，正反粒子的行为出现了些许不同，每十亿个正反粒子湮灭的过程中，有一个正物质粒子被留了下来，并最终组成了当今宇宙中所有的物质。
或许，这起初只是科学家的一种想象，不过，随后他们真的找到了证据。
1956年，30岁的李政道和34岁的杨振宁在《质疑弱相互作用中的宇称守恒》一文中提出“宇称不守恒定律”，质疑了传统的宇称守恒定律，认为宇称在弱相互作用中是不守恒的。
“宇称不守恒”是指在微观世界中“左”和“右”居然不对称。“比方说，微观粒子都有一种属性叫螺旋度，可以分为左旋和右旋。然而，一种叫做中微子的微观粒子却全是‘左撇子’，世界上只有左旋中微子，没有右旋中微子。”陈缮真说。
在李政道和杨振宁之前，粒子物理学家确实已证实强相互作用和电磁力中的宇称守恒，不过，弱相互作用中宇称守恒一直没能得到证实。这篇质疑传统的论文，让李杨二人在第二年就登上了诺贝尔物理学奖的领奖台。
“李—杨假说”得到验证后，科学家开始研究“电荷—宇称不守恒”（又称CP破坏），深入探索正反物质之间到底存在怎样的差别。
在粒子物理学家的“地图”上，有一类参与弱相互作用的基本粒子名为“夸克”。夸克共分6种，按照理论预期，在其中3种组成的强子系统中，可以观测到电荷—宇称不守恒现象，这3种夸克分别是奇夸克、粲夸克、底夸克。
上世纪60年代，科学家在含有一个奇夸克的K介子中最早观察到了电荷—宇称不守恒；本世纪初，美国和日本的B工厂又发现了含有一个底夸克的B介子中的电荷—宇称不守恒，证实了导致世界上存在六种夸克的机制。
于是，含粲夸克介子的电荷—宇称不守恒成了预料之中、却迟迟得不到实验检验的现象。
LHCb实验的目的之一，就是研究电荷—宇称不守恒现象，深入理解宇宙中正反物质不对称性的来源。
一直以来，B工厂、LHCb等有条件的实验组，都在苦苦寻找蛛丝马迹。
终于，LHCb的科学家通过研究中性D介子，找到了粲夸克系统中物质—反物质不完全对称的证据。
电荷-宇称变换将粒子与其镜像中的反粒子互换（来源：CERN）
中性D介子由一个粲夸克和一个反上夸克粒子构成，是最轻的含有粲夸克的介子。
为了观察到电荷—宇称不守恒现象，LHCb研究人员使用LHC在2011年至2018年期间提供给LHCb的所有数据，寻找D介子和它的反粒子的衰变。
S：这个思维世界的速度好像和我们的不太一样。
X：不过客观来说，想在这么短时间里理解这么复杂的物理发现就太贪心了，有兴趣的同学还是需要找到相关报道结合文献才能有个基本的了解。但是这个新闻其实有另一层值得我们去体会的意义，就是这次的发现，是一个科学家们如何一棒棒接力，不断地用智慧和努力去探索这个世界奥秘的鲜活例子。从杨振宁李政道提出理论，到之后科学家们不断完善和实验，在无数测试数据中到今天终获一次成果，其中凝聚了几十年间无数科学工作者的付出。就像袁老师常说的对于科学工作者来说“功成不必在我”，这也是我们相信科学之所以是人类最伟大共同事业的原因所在。【这段好像有点水……大概是在假设我没有评论的前提下写的。还是换些有干货的说法吧】
【袁岚峰博士点评】：我敢保证，这些报道用正常速度念出来，大多数人都听不懂，更不用说八倍速。我不是粒子物理的专家~不过这件事的基本意思还是能看出个大概的。
首先，物理世界有三种常见的对称性，我们经常用符号C、P和T来表示它们。C代表正负电荷互换，也就是物质和反物质的互换。P代表宇称互换，也就是左右的互换。T代表时间反演，也就是录像带正放和倒放的互换。如果某个物理现象在某个变换后仍然满足物理规律，那么我们就说这种现象对这种变换守恒。
例如在日常生活中，你去照镜子，左右会互换，但镜中世界并没有违反任何物理规律，因此日常生活具有P守恒。在微观现象中，绝大多数都满足这三种对称性，也就是说对C、P、T都守恒，都守恒是默认值。
第二，人们最初是认为所有的微观现象都满足C、P、T这三个守恒，所以1956年杨振宁和李政道提出弱相互作用中宇称不守恒的时候，引起了巨大的震动。
宇称不守恒意味着什么呢？意味着你可以区分绝对的左右！想想看，居然有一些物理现象，它们的镜像不可能出现，这是多么出人意料的事情啊！所以这项成果第二年就获得了诺贝尔奖。以后我们会详细解释宇称不守恒，在这里只介绍这些基本背景。
第三，发现宇称可以不守恒之后，人们就开始仔细审查理论的基础了。到底什么样的对称性是必然满足的，什么样的对称性是可以违反的？
公认的结论是：C、P、T各自都可以不守恒，但CPT三者的联合却一定是守恒的。也就是说，你把一个体系的电荷反号，左右互换，时间反向，这三件事都做了以后，得到的结果必然是符合物理规律的。
这就带来一个有趣的结论：既然CPT的整体变换必然守恒，那么如果其中一部分不守恒，另一部分也必然不守恒。例如，假如一个体系对时间反演不守恒，也就是对T不守恒，那么它对CP必然也不守恒，也就是对电荷反号加左右互换的联合操作不守恒。
因此，你经常可以听到关于CP不守恒的研究，背景就是这个。
第四，这次的新发现究竟是什么？是发现一种名叫“D介子”的粒子CP不守恒。
以前每一次发现某种粒子CP不守恒，都得到了诺贝尔奖，所以这次也是一个重大的成果，进教科书是必然的。
如果要更具体一些，就是：以前发现的CP不守恒都只涉及奇异夸克和底夸克，这是第一次发现涉及粲夸克的CP不守恒。
至于什么是夸克？奇异夸克、底夸克、粲夸克等等是什么意思？这些也是有趣的话题，不过只能以后找更合适的机会讲。在这里只需要解释一句：我们不是刚讲过氢弹的原理，告诉大家氢弹的能量来自质子和中子这些核子之间的强相互作用吗？质子和中子就是由夸克组成的！
为什么新闻说这件事跟物质-反物质的不对称有关呢？一句话的回答就是：物质跟反物质的区别就是电荷相反，C不守恒就意味着物质跟反物质的行为不同嘛！
背景简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，青年科学家社会责任联盟理事，中国无神论学会理事，安徽省科学技术协会常务委员，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。
责任编辑：孙远
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