北京
质子的一部分身份特征，可能源于将其内部结合在一起的“胶水”粒子。一项新研究指出，这种被称为重子数的性质，或许正由质子内部名为胶子的粒子所携带——它们传递着将更小的物质粒子束缚在一起的力。 几十年来，物理学家通常假定这些较小的物质粒子——夸克——才是重子数的载体。但有物理学家提出了不同看法：胶子，尤其是质子中心形成的一种Y形胶子结构，可能才是重子数的真正所在。为检验这一观点，科学家让原子核以接近光速的速度对撞，并观察碰撞中飞溅出的粒子。来自STAR合作组的研究人员发现，喷射出的粒子类型和角度，与胶子模型的预测更为吻合，而非依赖夸克的传统模型。相关成果发表于8月13日的《科学》杂志。 夸克和胶子的命运紧密交织，因此区分这两种解释一直非常困难。“很长时间里，我们似乎看不出差异，”加州劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家斯宾塞·克莱因评论道，他未参与这项研究，“这项工作首次真正表明，我们能够区分它们。” 质子与中子都属于重子，它们由三个主要夸克加上胶子构成——此外，短暂的夸克-反夸克对也在其中不断产生和湮灭。重子具有重子数1，反重子如反质子则具有重子数-1。物理学家观测到的所有反应中，这个量子力学性质的总和始终守恒：你不能摧毁一个重子而不创造另一个重子，也不能消灭一个反重子而不产生另一个反重子。正是这种守恒，解释了质子为何不会衰变，原子为何能够长久存在。 要达到重子数1，长期以来人们认为质子的三个夸克各自贡献了1/3的重子数。但令人困惑的是，如果你试图将其中一个夸克分离出来，结果并不会得到一个带有确定重子数的孤立粒子。新实验则进一步表明，完整的图像可能比“三个1/3”复杂得多——胶子的Y形结构或许才是重子数的最终居所。
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