日科學(xué)家預(yù)言存在雙重子態(tài)粒子ΩΩ

原標(biāo)題：日科學(xué)家預(yù)言存在雙重子態(tài)粒子ΩΩ

日本理化學(xué)研究所24日發(fā)布公告稱，該研究所與京都大學(xué)、大阪大學(xué)組成的聯(lián)合研究小組利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬，在理論上預(yù)言了一種新粒子——雙重子態(tài)粒子ΩΩ的存在。這項(xiàng)研究成果可望闡明基本粒子夸克如何組合物質(zhì)這一現(xiàn)代物理學(xué)的根本性問題。

世間所有物質(zhì)全部由被稱為夸克和輕子的基本粒子組成?？淇擞猩峡淇?、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克6個(gè)種類。由3個(gè)夸克組成的粒子統(tǒng)稱為重子。質(zhì)子和中子由上夸克和下夸克3個(gè)組合構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)中還觀察到了3個(gè)奇夸克組成的Ω粒子。迄今為止已發(fā)現(xiàn)了多數(shù)由3個(gè)夸克組成的粒子。但是，自1930年代重質(zhì)子（1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)中子）被發(fā)現(xiàn)以來，尚未發(fā)現(xiàn)由6個(gè)夸克組成的粒子（雙重子態(tài)粒子）。

日本科學(xué)家南部陽一郎提出的量子色動(dòng)力學(xué)確認(rèn)了夸克運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)理論，可以統(tǒng)一描述夸克組成的粒子結(jié)構(gòu)和它們之間的強(qiáng)作用力。此次，研究小組通過發(fā)展理論方法、計(jì)算算法和改進(jìn)超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能，成功地縮小了數(shù)值計(jì)算誤差。他們模擬的結(jié)果之一是發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)Ω粒子間的作用力，即當(dāng)兩個(gè)Ω粒子彼此逐漸接近時(shí)，在0.3×10-13厘米左右會(huì)相互吸引，但如果更接近就會(huì)強(qiáng)烈地排斥。由于這種吸引力，兩個(gè)Ω粒子可以形成結(jié)合狀態(tài)。此外，他們還發(fā)現(xiàn)新粒子ΩΩ具有與重質(zhì)子相似的特征。

該成果明確了雙重子態(tài)粒子ΩΩ在現(xiàn)實(shí)世界中存在的可能性。研究小組期待通過世界各地的重離子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)，在重質(zhì)子發(fā)現(xiàn)一個(gè)世紀(jì)后，雙重子態(tài)粒子被發(fā)現(xiàn)。該研究首次成功實(shí)現(xiàn)了從量子色動(dòng)力學(xué)導(dǎo)出重子間的作用力。研究小組今后將利用大規(guī)模數(shù)值模擬，闡明6個(gè)夸克所組成的雙重子世界，并通過超算和數(shù)學(xué)模擬，澄清現(xiàn)代物理學(xué)中夸克如何結(jié)合成物質(zhì)這一基本問題。

研究成果發(fā)表在24日《物理評(píng)論快報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版。（記者陳超）