英国学者发现“D-星六夸克”，或是暗物质候选粒子

简介： 近来被发现的D星六夸克被认为是暗物质组成粒子的候选粒子。六夸克是一种特殊的物质第五态，通常形成于低密度玻色子粒子冷却到绝对零度之时。科学家猜测它们随宇宙冷却和膨胀聚集，有望成为一种新的暗物质侯选体。

自20世纪60年代以来，天文学理论认为宇宙中所有可见物质（也称作重子或发光物质）只不过占宇宙所有物质的极小部分。为了让经受了长时间考验成为主流的引力理论（广义相对论）在宇宙大尺度下依然成立，科学家们不得不假设宇宙中大约85%的质量来自“暗物质”。

经过数十年的研究，科学家们尚未找到直接的证据证明暗物质的存在，它的起源及构成更加不为人知。不过，最近有一个英国约克大学的物理学家团队提出了一种新的候选粒子，这种粒子被称为D-星六夸克，它可能在宇宙大爆炸期间形成了“暗物质”。

该团队由约克大学物理系的米哈伊尔·巴什卡诺夫博士（Dr. Mikhail Bashkanov）和丹尼尔·沃茨教授（Professor Daniel Watts）带领。最近他们在《物理学杂志G:核物理和粒子物理》上发表了一项研究报告，报告称这两位物理学家计算出D-星六夸克的各种属性，它们可能是暗物质的候选粒子。

暗物质通过引力与可见物质（如恒星和行星）间相互作用，让科学家证实了它的存在。资料来源:约克大学

六夸克是一种玻色-爱因斯坦凝聚态的粒子，处于一种特殊的“物质的第五态”，即低密度的玻色子被冷却到接近绝对零度时会形成的一种状态。通常情况下，夸克以3个为一组形成质子和中子，进而形成各种物质。D-星内的6个夸克则形成一个玻色子粒子，这意味着当存在多个D-星的时候，夸克会以完全不同的方式组合在一起产生不同于质子和中子的物质。

多年来，D-星六夸克只在理论上存在。直到2011年，实验结果显示可能探测到了这种粒子（该实验的结果于2014年公布）。实验中，科学家在2380兆伏能级下探测到D-星六夸克，这个过程只持续了几分之一秒。约克大学的研究小组认为，实验中出现的情况和宇宙大爆炸后不久的情况很相似。

于是他们大胆地推测，随着大爆炸后宇宙冷却并膨胀，许多D-星六夸克粒子组合在一起形成了“物质的第五态”。正如沃茨教授（Prof. Watts）在约克大学最近的一场新闻发布中所说：

“宇宙中暗物质的起源是科学界最大的谜题之一，至今仍是一片空白。我们的第一次计算表明，D-星凝聚物是一种可行的暗物质候选粒子，它值得我们进行更深入细致的研究。这一发现非常振奋人心，因为它不需要依赖任何新的物理学概念。”

艺术形式表现的两个重子，每个重子由三个夸克组成，合并后形成一个六夸克。资料来源:爱丁堡大学

从本质上讲，他们的研究结果显示了在大爆炸后的最初时刻，随着宇宙的缓慢冷却，重子物质生成的同时也形成了稳定的D-星六夸克。研究结果还显示，这种粒子的生成速度非常快，快到足以生成占宇宙总质量85%的暗物质。

该研究小组正计划与德国和美国的科学家合作以验证他们的理论，并在宇宙中寻找D-星六夸克。对于D-星六夸克可能具有的天文学特征，他们已经心中有数并已展示在报告中了。此外，他们还希望能在实验室里生成这种亚原子粒子，看看它们的行为是否如预测的那样。所有这些都将是他们下一步研究的主题。

“当我们能够生成这种新的暗物质候选体之后，接下来的研究将是进一步了解D-星之间如何相互作用——它们何时相互吸引，何时相互排斥。”巴什卡诺夫博士（Dr. Bashkanov）指出，“我们正在研究在原子核内部产生D-星，看看它们的性质是否与在自由空间时不同。”

BY: Matt Williams

FY: Renee

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