BaBar实验

简介

这一实验主要是为了探索CP破坏。BaBar实验在SLAC 国家加速器实验室进行，这个实验室是美国能源部下交给斯坦福大学在加利福尼亚州运行。

CP破坏

CP破坏又称 CP不守恒，是物理学，尤其是粒子物理学中的一个术语和定理。它说明在一个物理过程中所谓的 CP对称被破坏了。在宇宙学中它对解释今天宇宙中物质的数量超过反物质的数量有极其重要的意义。1964年在CP破坏首先在中性K介子的衰变中被实验证实。1980年詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇因此被授予诺贝尔物理学奖。至今为止对CP破坏的研究依然是一个在理论物理和试验物理中非常活跃的领域。

CP是粒子物理学中两个对称运算的乘积：C对称即电荷对称，量子操作为电荷共轭运算，这个运算将一个带电荷粒子转化为其反粒子；P是宇称，宇称运算造成一个物理系统的镜像。在强相互作用和电磁作用中CP转化运算对整个物理系统不产生任何影响（CP对称），但是在一定的弱相互作用中这个对称被微小地打破。在1950年代时，人们发现宇称破坏后曾经设想CP对称可以补救这个破坏。

宇称守恒的基本思想是在镜像反演后粒子物理学的公式不变。也就是说一个系统里的反应（比如化学反应或者放射性衰退）在一个镜像系统中以同样的速度进行。直到1940年代物理学家相信所有的反应全部是宇称守恒的。1950年代物理学家发现了宇称破坏的反应。一些放射性反应显然不是宇称守恒的：它们的镜像系统里的反应概率比原来的反应概率低。

在量子力学中一个系统中的一个对称被破坏后往往可以通过另一个对称来弥补，这两个对称的乘积依然守恒。在宇称破坏被发现后不久物理学家就发现了希尔伯特空间结构中的这个很微妙的特性。当时有人猜测反粒子共轭运算是可以弥补宇称破坏的对称。

简单地说反粒子共轭运算是粒子与反粒子之间的对称，因此CP对称被看作是物质与反物质间的对称。

SLAC国家加速器实验室

SLAC国家加速器实验室，原名 斯坦福直线加速器中心，是美国能源部所属的国家实验室，在能源部的方案下由斯坦福大学指挥运作。主要的研究方向有运用电子束进行基本粒子物理的实验及理论研究、原子物理、固态物理、使用同步辐射光源的化学、生物以及医学研究。

斯坦福线性加速器中心成立于1962年，占地426英亩（1.72平方公里），位于斯坦福大学主校区的西边。主要的加速器长达两英哩，为当时最长的线性加速器。于1966年首次启动。在此地进行的研究创造了三个诺贝尔物理奖：

• 1976年魅夸克的存在证据。见J/ψ介子。

• 1990年质子及中子内部的夸克结构。

• 1995年τ子的发现。

在1990年代的前半段，斯坦福线性对撞机运用大型探测器，投入Z玻色子的研究。

2005年时SLAC的员工超过一千人，其中约150人属于拥有博士学位的物理学家。并且每年提供超过三千名的访问学者使用粒子加速器进行高能物理实验，及斯坦福同步辐射实验室进行同步辐射研究。2006年诺贝尔化学奖的研究便受惠于此.。

在2008年10月，美国能源部宣布中心更名为SLAC国家加速器实验室。

在2009年4月，SLAC所有的LSLC激光器成功发射出0.15纳米波长的同步辐射，作为全球首台HXFEL，其光源亮度比当今第三代同步辐射光源高出一亿倍。