反中微子是什么？反物质又是什么？

其质量、电荷、自旋和磁矩与中微子的自旋方向与运动方向相反，反中微子的自旋方向与运动方向相同；它们与物质相互作用的性质不同。中微子只有左旋，反中微子只有右旋。

1930年，奥地利物理学家泡利提出存在中微子的假设。1965年，柯温(C.L.Cowan)和莱茵斯(F.Reines)利用核反应堆产物的β衰变产生反中微子。

反物质是一种假想的物质形式，在粒子物理学里，反物质是反粒子概念的延伸，反物质是由反粒子构成的，如同普通物质是由普通粒子所构成的。物质与反物质的结合，会如同粒子与反粒子结合一般，导致两者湮灭，且因而释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。 反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时，镜中的那个你如果真的存在，并出现在你面前，会怎么样呢？科学家们已经考虑过这个问题，他们把镜中那个你叫做“反你”。科学家想象很远的地方有个和我们的世界很像的世界，它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。反物质正是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。

粒子物理学的一项重大发现提醒我们稳健的初步结果的重要性，并为更令人兴奋的发现铺平了道路。

核武器物理学家克莱德·考恩(Clyde Cowan)和弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines)认为中微子是“人类所能想象到的最小的物质实体”

大约138亿年前，在大爆炸的时候，宇宙早期的每一个物质粒子都应该和反物质一起被创造出来。反物质与物质完全相同，但具有相反的物理性质，如电荷。至少，这是目前的理论所提出的

对于物理学家来说，最大的谜团就是为什么在当前的宇宙中似乎有比反物质更多的物质。但是，这也是一样—如果两者的数量相等，则每个粒子将在能量的燃烧中相互抵消，从而使宇宙中仅充满光子和暗物质。但萨哈罗夫是对的吗?由数百名物理学家组成的国际合作团队正在进行一项名为“Tokai to Kamioka”(或称T2K)的粒子物理学实验，该实验暗示了他可能曾经存在过。

在T2K实验中，中微子是在日本东海岸东海的日本质子加速研究中心(J-PARC)产生的。从那里，它们被发射到地下，向西海岸一个名为超级神冈德的中微子天文台行进295公里。天文台的中心是一个巨大的水箱，里面排列着成千上万个探测器，准备捕捉中微子与水相互作用时发出的光。

由于中微子发生相互作用的机会非常小，因此这类实验需要花费数年的时间才能收集足够的数据，以便科学家得出有意义的结论。T2K用了十年的时间才从J-PARC发生的大约1020次潜在的中微子碰撞中检测到90个中微子和15个反中微子。

利用这些数据，T2K合作项目测量了中微子在不同物理特性(物理学家称之为“口味”)之间振荡的概率。然后，研究小组用反中微子做了同样的实验，并比较了数据。如果物质和反物质是完全对称的，它们的概率应该是相同的。然而，研究结果表明，事实并非如此。T2K检测到，中微子在300公里的旅程中改变味道的可能性比正常情况下更高，而产生反中微子的可能性也相应更低。

如果这一发现得到证实，那么萨哈罗夫1967年提出的物质和反物质具有不同性质的解释就更有说服力了。但有一个警告:目前的发现不满足5-西格玛(So)——粒子物理学家通常要求将结果视为一项发现——所需的信心水平。目前的T2K结果在统计意义上处于3o水平，如果完全排除物质-反物质的对称性，这一数值将下降到2o。

即便如此，在粒子物理学的实验可能需要几十年才能规划和建立的过程中，发表这样的基础研究成果还是很重要的。因此，尚未达到如此重要程度的研究结果，对于公众决定未来的投资具有至关重要的作用。

研究人员本可以等待更长时间。但即使他们有，T2K实验也不太可能提供过终点线所需的额外数据。为了达到5o，物理学家需要下一代中微子探测器的结果。幸运的是，有三种这样的探测器即将投入使用:hyperkamiokande，位于Super-Kamiokande附近，预计在2027年开始工作美国的《沙丘》(预计2025年开始)和中国的《IUNO》(计划于2022年率先上线)。

时间会证明这些初步观察是否站得住脚。但是，在高能物理学的巨额投资受到越来越多的审查之际，这一结果强化了继续寻找宇宙中一些最深奥奥秘的答案的重要性。