存在完全由美夸克构建的深度结合双重子的证据

发布时间：2023-03-18 17:10:24 栏目：生活

导读 双重子是由两个重子组成的亚原子粒子。它们通过重子 - 重子相互作用形成的在大爆炸核合成，核反应(包括恒星环境中的核反应)中起着重要作

双重子是由两个重子组成的亚原子粒子。它们通过重子 - 重子相互作用形成的在大爆炸核合成，核反应(包括恒星环境中的核反应)中起着重要作用，并在核物理学，宇宙学和天体物理学之间提供了联系。



有趣的是，强大的力是原子核存在的关键，并提供了它们的大部分质量，它允许形成许多其他具有夸克各种组合的双重子。然而，我们并没有观察到它们比比皆是——氘是唯一已知的稳定重子。

为了解决这种明显的二分法，必须在强相互作用的基本水平上研究双重子和重子-重子相互作用。在最近发表在《物理评论快报》上的一篇文章中，塔塔基础研究所(TIFR)和数学科学研究所(IMSc)的物理学家为完全由底部(美)夸克构建的深度结合双重子的存在提供了强有力的证据。

利用印度晶格规范理论计划(ILGTI)的计算设施，TIFR理论物理系的Nilmani Mathur教授和研究生Debsubhra Chakraborty以及IMSc的M. Padmanath博士预测了这种亚原子粒子的存在。预测的重子(D6b) 由两个三重底部欧米茄 (Ω嘟嘟��)重子，具有最大的美感。

据预测，它的结合能比氘强40倍，因此它可能有资格成为我们可见宇宙中结合最强烈的美丽双重子。这一发现阐明了重子-重子相互作用中强力的有趣特征，并为进一步系统研究重子-重子相互作用的夸克质量依赖性开辟了道路，这也许可以解释原子核中结合的出现。

这也为在下一代实验中寻找这种更重的奇异亚原子粒子带来了动力。

由于强力在低能域中是高度非扰动的，因此目前还没有第一性原理解析解决方案来研究复合亚原子粒子(如质子、中子及其形成的原子核)的结构和相互作用。基于基础理论和高性能计算之间错综复杂的融合，在时空晶格上制定量子色动力学(QCD)为这种研究提供了机会。

它不仅需要对量子场论问题有深入的了解，而且大规模计算资源的可用性也至关重要。事实上，世界上一些最大的科学计算资源正在被晶格规范理论家所利用，他们试图通过他们在飞秒世界(在大约百万分之一米的尺度内)的调查来解决我们宇宙强相互作用的奥秘。

晶格QCD计算还可以在理解大爆炸时的原子核形成，它们的反应机制，帮助寻找超出标准模型的物理学以及在类似于大爆炸后宇宙早期阶段的高温和密度的极端条件下研究物质方面发挥重要作用。