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难以捉摸的新形式奇特物质:“虚拟粒子”寿命短暂

北极蚊子 2019-3-20 14:23

目前,科学家首次观测到一种难以捉摸的物质类型,它包含短暂寿命的“虚拟粒子”,这可能是我们对早期宇宙认知的重大突破。这种最新类型的奇特物质被认为是宇宙大爆炸之后物质起源的窗口,在这项最新研究中,一支国际研究小组证实一种奇特原子核的存在,它包含着两个质子和一种叫做“K介子”的短暂粒子,日本理化学研究所创新研究集群(CPR)称,K介子是一种介子,它存在时间很短暂,负责调解质子和中子之间的作用力。

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科学家首次观测到一种难以捉摸的物质类型,它包含短暂寿命的“虚拟粒子”,这可能是我们对早期宇宙认知的重大突破。

介子是由一对夸克-反夸克对构成,据悉,自从日本物理学家汤川英树首次提出介子存在概念以来,已有几十年时间,但是介子短暂存在的性质使得人们很难准确地找到介子。

由于K介子存在时间非常短暂,从本质上讲它是一种“虚拟粒子”,会很快出现和消失。为了确定这些粒子的位置,J-PARC E15国际合作机构研究人员试图将它们与中子和质子一起定位在原子核中,在那里它们可能结合成为粒子。

研究小组使用氦-3作为靶向目标,其中包括两个质子和一个中子,并通过击穿中子来降低介子的能量。利用中子喷发的反冲作用,他们能够使用K介子进行替代,之后K介子与原子核紧密地结合在一起。

研究小组表示,最终形成的原子核包含两个质子和一个介子。这项突破研究将有助于解释宇宙诞生后质量是如何出现的,并可能增强我们对量子现象的理解。研究报告第一作者Masahiko Iwasaki说:“这项研究之所以重要在于我们已证实介子可以作为一种真实粒子存在于核物质,就像糖一样,不溶于水。”

这为观察和理解原子核开辟了一种全新方式,了解这些奇特原子核将使我们更深入了解原子核质量的起源,以及中子星核心物质是如何形成的,Masahiko Iwasaki说:“我们打算继续使用更重的原子核做实验,从而进一步理解K介子的结合行为。”

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