一種研究夸克(構(gòu)成原子核中質(zhì)子和中子的基本粒子)的新方法已經(jīng)被提出,,這種創(chuàng)新的方法以前從未被嘗試過,可以為物理學中的許多基本問題提供答案,特別是物質(zhì)中質(zhì)量的起源,。 夸克是基本粒子,,是物質(zhì)的基本組成部分。它們是我們所知的最小的東西,,并不是由任何更小或更簡單的東西組成的,。夸克有六種不同的 '口味':up, down, charm, strange, top與bottom,。它們在自然界中從未被單獨發(fā)現(xiàn),,而是總是與其他夸克結(jié)合在一起,形成原子核中的質(zhì)子和中子,,以及其他亞原子粒子如介子,。夸克被認為是質(zhì)子和中子的組成部分,,它們構(gòu)成了宇宙中的大部分物質(zhì),。 對物質(zhì)的研究似乎有點像打開一疊俄羅斯的馬特羅什卡娃娃(套娃),每一層都揭示了另一個熟悉的,,但不同的,,比前一層更小和更難探索的組件排列。在我們的日常規(guī)模中,,我們有可以看到和觸摸的物體,。無論是玻璃中的水還是玻璃本身,這些大多都是分子的排列,,小到無法看到,。物理學工具、顯微鏡,、粒子加速器等等,,讓我們更深入地觀察,發(fā)現(xiàn)分子是由原子構(gòu)成的,。但這并沒有停止--原子是由一個被電子包圍的原子核構(gòu)成的,。 而原子核又是核子(質(zhì)子和中子)的排列,它賦予原子以特性和質(zhì)量,。但它也沒有結(jié)束;核子還由不太熟悉的東西組成,,即夸克和膠子,。而正是在這個規(guī)模上,我們對基礎(chǔ)物理學知識的限制出現(xiàn)了障礙,。至于探索夸克和膠子,,它們最好必須相互隔離;然而,目前,,這似乎是不可能的,。當粒子加速器粉碎原子并創(chuàng)造出原子碎片雨時,夸克和膠子再次結(jié)合的速度太快,,研究人員無法詳細地探索它們,。來自東京大學物理系的新研究表明,我們很快就能打開馬特羅什卡娃娃的下一層,。 '為了更好地了解我們的物質(zhì)世界,,我們需要做實驗,為了改進實驗,,我們需要探索我們做事的新方法,,'福島健二教授說。'我們已經(jīng)概述了一種可能的方法來確定負責夸克禁閉的機制,。這一直是物理學中的一個長期問題,,如果實現(xiàn)的話,可以揭開關(guān)于物質(zhì)和宇宙結(jié)構(gòu)的一些深層奧秘,。' 亞原子夸克的質(zhì)量小得令人難以置信:一個核子中的夸克加起來占總質(zhì)量的不到2%,,膠子似乎完全沒有質(zhì)量。因此,,物理學家建議,,大部分的原子質(zhì)量實際上來自夸克和膠子的結(jié)合方式,而不是來自這些東西本身,。它們被所謂的強力所束縛,,這是自然界四種基本力量之一,包括電磁力和引力,,而且人們認為強力本身就賦予了核子以質(zhì)量,。這是一個被稱為量子色動力學(QCD)的理論的一部分,其中'chromo'來自希臘語,,表示顏色,,這就是為什么有時會聽到夸克被稱為紅色、綠色或藍色,,盡管事實上它們是無色的,。 福島說:'嚴格證明強力產(chǎn)生質(zhì)量仍然遙不可及。障礙在于QCD描述事物的方式使理論計算變得困難,。我們的成就是證明,,在一組特殊的情況下,強作用力可以實現(xiàn)夸克的封閉,。我們通過將夸克的一些觀察到的參數(shù)解釋為一個新的變量,,我們稱之為虛角速度,。雖然在本質(zhì)上是純粹的數(shù)學,但它可以被轉(zhuǎn)換回我們可以控制的真實數(shù)值,。一旦我們學會如何將我們的想法轉(zhuǎn)化為實驗,,這應(yīng)該會導(dǎo)致實現(xiàn)快速旋轉(zhuǎn)夸克物質(zhì)的異國狀態(tài)的手段。' |
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