北京
来源：世界先进制造技术论坛
2026年8月14日凌晨，一篇发表在顶级学术期刊《科学》杂志上的论文，在物理学界炸开了锅 。
中国科学技术大学与美国肯特州立大学、布鲁克海文国家实验室等单位合作，在STAR国际实验组中发挥主导作用，通过高能原子核-原子核对撞实验，发现核子内部存在一种携带重子数但不携带电荷和色荷的奇特结构。
说得通俗一点——人类对物质世界最基本构成单元“核子”的认知，可能要被改写了。
一、先搞清楚核子是什么
核子是质子和中子的统称。宇宙中看得见的物质，99%以上的质量都由核子携带。你、我、桌子、手机、地球，所有东西的“重量”，几乎都来自核子。
过去几十年，物理教科书上写得清清楚楚：核子由夸克和胶子组成。夸克有三种“颜色”电荷，携带重子数；胶子负责传递强力，把夸克绑在一起。
这个模型叫朴素夸克模型。它简单、好用，学生考了一百遍。
但这次实验发现：这个模型可能错了。
二、实验是怎么做的
STAR国际合作组利用美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC），把原子核加速到接近光速，然后让它们对撞。
他们做了两件事。
第一件事：测核子被减速的程度。
高速运动的核子撞在一起，会被“刹住”。减速的程度跟核子内部结构直接相关。
实验结果出来了——跟朴素夸克模型算出来的完全对不上。反而跟另一种理论计算高度吻合：三个胶子连在一起，形成一个“Y”型的结。
第二件事：测重子数和电荷数的比值。
重子数可以理解为“核子数”的标记。在朴素夸克模型里，只有夸克带重子数。科学家通过测量被减速的重子总数，理论上可以推算出应该带多少电荷。
结果呢？实验测到的电荷数，只有预期的一半。
这意味着什么？意味着核子内部除了夸克和胶子，还有一种东西在搬运重子数，但它不携带电荷。
传统模型里的夸克和胶子，都不具备这个特征。
三、“Y”型胶子结是什么
简单说，这不是一个普通的胶子，而是三个胶子以“Y”字形连接在一起形成的拓扑结构。
它跟普通胶子最大的区别是：它携带一个单位的重子数。
你可以这样理解：以前我们认为重子数是夸克“背”着的。现在发现，可能是这个“Y”型胶子结在负责运输重子数。
目前，胶子结是唯一能自洽解释所有实验数据的理论。
四、这个发现意味着什么
短期来看，这是一次基础科学的重大突破。论文发表在《科学》上，STAR合作组上百位科学家联合署名。中国科大唐泽波教授课题组在核心数据分析中发挥关键作用，博士研究生李洋和吕文棣是主要贡献者。
长期来看，这个发现可能打开一扇新的大门。
量子色动力学（QCD）是描述强相互作用的理论，但它有一个著名的难题——非微扰区域的计算极其困难。“Y”型胶子结的发现，为理解QCD的非微扰性质提供了全新的实验依据。
说白了，人类对“把夸克绑在一起的那股力量”的理解，可能要往前迈一大步。
五、对产业有什么影响
坦率地说，今天这个发现离产业化还有很长很长的路。它属于最底层的基础物理研究。
但这不代表跟产业无关。
历史上每一次对物质基本结构的认知突破，最终都带来了技术革命。从量子力学到半导体，从相对论到GPS导航，基础科学的“无用之用”，往往在几十年后爆发出惊人的产业价值。
更重要的是，这次发现中国团队发挥了主导作用。
在STAR这样的国际大科学装置上主导一项突破性发现，意味着中国在高能核物理领域的实验能力和数据分析能力已经进入世界第一梯队。
这对中国正在建设的一系列大科学装置——比如高能同步辐射光源（HEPS）——是巨大的信心加持。大科学装置不仅支撑前沿探索，也在航空发动机叶片检测、新能源电池、芯片可靠性评估等产业领域直接发挥作用。
基础研究的能力，最终会传导到产业端。
六、一点思考
这次发现最震撼的地方在于——教科书可能要改了。
过去几十年，无数学生背过的“核子由三个夸克组成”，可能只是一个过度简化的版本。真实的核子内部，比我们想象的复杂得多。
科学就是这样。你以为已经搞懂了，实验数据会告诉你：还早着呢。
中国科大唐泽波教授团队在这个过程中的角色尤其值得关注。一个国内高校的课题组，在STAR这样的国际大实验中发挥核心作用，主导数据分析并得出颠覆性结论。这背后是中国在高能物理领域十几年持续投入的成果。
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