CP破坏是指物理定律在粒子与其反粒子之间表现出的不对称性，这一现象在解释宇宙中为何物质多于反物质方面起着关键作用。传统的CP破坏效应包括三种：衰变中的CP破坏、中性介子混合中的CP破坏、中性介子有/无经历振荡的衰变路径之间干涉所诱导的CP破坏。第二类CP破坏的发现者Cronin和Fitch获得1980年诺贝尔物理学奖，而第一类和第三类CP破坏的发现证实了标准模型中CP破坏机制——Kobayashi-Maskawa机制，也使得这两位科学家获得2008年诺贝尔物理学奖。

秦溱副教授课题组揭示第四种CP破坏效应——两种中性介子不同振荡路径（如图所示）干涉所诱导的CP破坏，简称双重混合CP破坏。它发生在至少涉及两个混合中性介子的级联衰变过程中。

两种中性介子不同振荡路径示意图

研究团队通过两个具体例子对此类新型CP破坏效应进行了现象学分析。结果显示，在没有强相互作用相位的情况下，双重混合CP不对称性在数值上也可能非常显著。值得注意的是，这一效应提供了一个在特定衰变通道中直接提取弱相位和强相位的机会，而无需理论输入，这有助于我们更精确地测定Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩阵的相位角，这是粒子物理学标准模型中描述CP破坏的关键参数。

这项研究不仅为粒子物理学家提供了一个新的测量工具，而且对于探索超出标准模型的新物理现象也具有潜在意义。未来的实验能够在如BESIII、Belle II、LHCb等粒子加速器上验证这一新效应，并利用它来探索物质-反物质不对称性的深层原因。

相关研究以“中性介子混合干涉所诱导的CP破坏”（CPviolation induced by neutral meson mixing interference）为题,在《物理评论D（快报）》（Physical ReviewD(Letter)）上在线发表。我院硕士生沈胤发、宋雯捷（于2024年6月毕业）为论文的第一、第二作者，秦溱副教授为通讯作者。

上述研究得到了国家自然科学基金的支持。

相关成果链接：

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.110.L031301、