物質–反物質不對稱性

　　宇宙演化過程中動力學產生正反物質不對稱的現象。1930年，P.A.M.狄拉克提出瞭反物質的概念。在微觀物理研究領域，電荷共軛對稱性表明，每個粒子都存在著一個反粒子，如電子的反粒子是正電子，質子的反粒子是反質子。粒子與反粒子的品質相同但守恆量子數相反，兩者相遇會發生劇烈的湮沒反應生成能量量子。如果這種對稱性在宇觀世界是根本的話，將會存在著由反質子、反中子和正電子構成的反物質。然而至今在浩瀚的宇宙空間還沒有找到反物質。物理學傢通常用

來定義物質與反物質不對稱的度量。其中 n _B和  分別為重子和反重子的數密度， n _γ為 光子的數密度，大約為400厘米 ⁻³。宇宙早期核合成理論和 宇宙微波背景輻射的研究給出 η≈ 10 ⁻¹⁰。

　　1967年蘇聯科學傢A.D.薩哈羅夫給出瞭在宇宙演化過程中動力學產生正反物質不對稱(Baryogenesis)所需要的三個條件。①重子數需不守恒。②C和CP對稱性的破壞(C不對稱是粒子反粒子不對稱，CP不對稱是粒子反粒子、左和右聯合的不對稱)。③脫離熱平衡。粒子物理標準模型中，這三個條件都可滿足，但定量計算表明，標準模型給出的正、反物質不對稱η遠遠小於10⁻¹⁰。主要原因是卡比玻–小林–益川(CKM)機制給出的CP破壞量不夠。由此，正、反物質不對稱疑難的研究促進瞭對超出標準模型新物理機制的探討。現已提出的有大統一機制、擴充的弱電相變機制、Affleck-Dine機制等。近年來，由於中微子振蕩實驗結果肯定中微子有質量，輕子數不對稱的產生機制(leptogenesis)備受關註。標準模型中重子數和輕子數可分別不守恒但二者之差是守恒的，這樣產生的輕子數不對稱轉化為重子數不對稱是可能發生的機制。但最終答案有待進一步探討。