仉博简
夸克的奇异组合
我们知道,夸克是一种基本粒子,是构成物质的基本单元,夸克的不同组合形成了各种复合粒子,比如重子,其中比较有名的就是中子和质子,都包含三个夸克。另外,一个夸克和一个反夸克可以构成一个比较短命的粒子,叫做介子。
除此之外,根据理论预测,夸克还可以组成更多种类的复合粒子。2015年7月,一种由5个夸克构成的新的复合粒子就意外地现身于欧洲的大型强子对撞机,这种粒子叫做“五夸克粒子”。这个重大突破意味着,应该有更多奇特的夸克组合方式正等着我们来发现。
为什么要这么说呢?因为夸克是个古怪的家伙,把夸克结合在一起的强核力很怪异。例如,当夸克之间的距离较小时,强核力会很弱。但如果距离增大,那么强核力就会变强,并把夸克往回拉,所以,夸克从来都不会单独地存在。强核力的另一种怪异的性质,是当夸克处在高能量时,例如在大型强子对撞机里发生碰撞时,强核力反而会变弱。物理学家可以很容易地计算出处在高能量时夸克之间是如何发生相互作用的,但是计算低能量时的情况却是一件困难的事情。到现在,物理学家都还没有搞清楚夸克究竟如何构成重子和介子的,而这些都属于低能量的情况。
对低能量的情况的不了解,导致一些物理学家推测夸克可能会组合成很多种类的复合粒子,比如四夸克粒子和五夸克粒子等等。
抱成团儿的夸克块
上个世纪80年代初期,美国普林斯顿大学的物理学家爱德华·威滕还预言了一种更奇怪的夸克组合。……