一種新的亞原子粒子二重子D6b被證明存在

二重子是由兩個重子組成的亞原子粒子。它們的形成是通過重子之間的相互作用而發(fā)生的，是大爆炸核合成、核反應(yīng)(包括恒星內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng))的基礎(chǔ)，也是核物理學(xué)、宇宙學(xué)和天體物理學(xué)之間的橋梁。有趣的是，負責核子形成和大部分質(zhì)量的強力，促進了大量具有不同夸克組合的不同二重子的形成。

二重子，核物理和粒子物理學(xué)中的迷人實體，代表了一種物質(zhì)狀態(tài)，其中兩個重子，每個重子由三個夸克組成，被結(jié)合在一起。這一概念是在量子色動力學(xué)(QCD)的背景下首次提出的，該理論描述了夸克和膠子之間的強相互作用。

然而，這些二重子并沒有被普遍觀察到--氘核是目前唯一已知的穩(wěn)定二重子。

為了解決這一明顯的二分法，必須在強相互作用的基本層面上研究二重子和重子-重子相互作用。在最近發(fā)表在《物理評論快報》上的一篇文章中，來自塔塔基礎(chǔ)研究所(TIFR)和數(shù)學(xué)科學(xué)研究所(IMSc)的物理學(xué)家們提供了強有力的證據(jù)，證明存在一個深度結(jié)合的二重子，完全由底夸克構(gòu)建。

利用印度格子規(guī)理論倡議(ILGTI)的計算設(shè)施，TIFR理論物理系的Nilmani Mathur教授和研究生Debsubhra Chakraborty，以及IMSc的M. Padmanath博士預(yù)測了這種亞原子粒子的存在。預(yù)測的二重子(D6b)是由兩個三底歐米茄(Ωbbb)重子組成的。

據(jù)預(yù)測，它的結(jié)合能比氘核的結(jié)合能強40倍之多，因此也許它可以成為我們可見宇宙中最強束縛的美麗二重子。這一發(fā)現(xiàn)闡明了重子-重子相互作用中強作用力的耐人尋味的特點，并為進一步系統(tǒng)研究重子-重子相互作用的夸克質(zhì)量依賴性指引了道路，這可能會解釋原子核中結(jié)合力的出現(xiàn)。這也為在下一代實驗中尋找這種更重的異類亞原子粒子帶來了動力。

由于強作用力在低能量領(lǐng)域是高度非微擾性的，目前還沒有第一原理的分析方案來研究質(zhì)子、中子等復(fù)合亞原子粒子及其形成的核的結(jié)構(gòu)和相互作用。量子色動力學(xué)(QCD)在時空格子上的表述，基于基本理論和高性能計算之間的錯綜復(fù)雜的結(jié)合，為這種研究提供了機會。

它不僅需要對量子場理論問題有一個復(fù)雜的理解，而且大規(guī)模計算資源的可用性也是至關(guān)重要的。事實上，世界上一些最大的科學(xué)計算資源正被格子規(guī)整理論家所利用，他們正試圖通過對飛度世界(大約百萬億分之一米的范圍內(nèi))的調(diào)查來解決我們宇宙的強相互作用之謎。

格子QCD計算在理解宇宙大爆炸時核子的形成、其反應(yīng)機制、幫助尋找標準模型以外的物理學(xué)以及研究類似于宇宙大爆炸后早期階段的高溫和密度的極端條件下的物質(zhì)方面也可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。

標簽： 物理學(xué)研究 亞原子粒子 二重子研究

　　 原標題：一種新的亞原子粒子二重子D6b被證明存在