北京
数十年来，物理学家一直困惑于一个看似简单的问题：质子如何携带其重子数——这一标记物质与反物质区别的量子属性？根据相对论重离子对撞机（RHIC）上STAR合作组研究人员发表的一篇新论文，重子数似乎并非由质子的三个夸克单独携带，而是由束缚这些夸克的胶子网络（一种称为“重子结”的结构）所承载。 传统图像认为，质子本质上就是三个夸克，每个夸克贡献其性质。然而，日益精确的实验显示，质子是一个远比这复杂的系统，其许多定义性属性源于夸克与胶子之间的相互作用。当前最大的未解之谜之一，就是质子如何携带重子数。 STAR合作组的物理学家表示：“重子量子数自宇宙早期重子产生以来就被认为是守恒的。传统上，每个带分数电荷的价夸克被认为携带三分之一的重子数。另一种假说则提出，重子数由重子结——一种非微扰的Y形胶子结构——来携带。” 为了在这两种理论之间做出裁决，研究人员分析了RHIC上涉及光子、金核和重离子的碰撞数据。在多项实验中，重子数的传播距离和方式均与仅由夸克携带的预期不符，结果一致地支持胶子结模型，而非传统图像。 美国肯特州立大学和布鲁克海文国家实验室的物理学家徐张夫教授说：“利用RHIC上不同类型粒子碰撞收集的数据，我们的结果表明，重子数并非简单地由单个夸克携带。我们的发现强有力地支持了重子数更倾向于由胶子结携带和传输的观点。”
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