一种新的亚原子粒子二重子D6b被证明存在

来源：cnBeta | 2023-05-16 10:40:30

二重子是由两个重子组成的亚原子粒子。它们的形成是通过重子之间的相互作用而发生的，是大爆炸核合成、核反应(包括恒星内部发生的反应)的基础，也是核物理学、宇宙学和天体物理学之间的桥梁。有趣的是，负责核子形成和大部分质量的强力，促进了大量具有不同夸克组合的不同二重子的形成。

二重子，核物理和粒子物理学中的迷人实体，代表了一种物质状态，其中两个重子，每个重子由三个夸克组成，被结合在一起。这一概念是在量子色动力学(QCD)的背景下首次提出的，该理论描述了夸克和胶子之间的强相互作用。

然而，这些二重子并没有被普遍观察到--氘核是目前唯一已知的稳定二重子。

为了解决这一明显的二分法，必须在强相互作用的基本层面上研究二重子和重子-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，来自塔塔基础研究所(TIFR)和数学科学研究所(IMSc)的物理学家们提供了强有力的证据，证明存在一个深度结合的二重子，完全由底夸克构建。

利用印度格子规理论倡议(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。预测的二重子(D6b)是由两个三底欧米茄(Ωbbb)重子组成的。

据预测，它的结合能比氘核的结合能强40倍之多，因此也许它可以成为我们可见宇宙中最强束缚的美丽二重子。这一发现阐明了重子-重子相互作用中强作用力的耐人寻味的特点，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指引了道路，这可能会解释原子核中结合力的出现。这也为在下一代实验中寻找这种更重的异类亚原子粒子带来了动力。

由于强作用力在低能量领域是高度非微扰性的，目前还没有第一原理的分析方案来研究质子、中子等复合亚原子粒子及其形成的核的结构和相互作用。量子色动力学(QCD)在时空格子上的表述，基于基本理论和高性能计算之间的错综复杂的结合，为这种研究提供了机会。

它不仅需要对量子场理论问题有一个复杂的理解，而且大规模计算资源的可用性也是至关重要的。事实上，世界上一些最大的科学计算资源正被格子规整理论家所利用，他们正试图通过对飞度世界(大约百万亿分之一米的范围内)的调查来解决我们宇宙的强相互作用之谜。

格子QCD计算在理解宇宙大爆炸时核子的形成、其反应机制、帮助寻找标准模型以外的物理学以及研究类似于宇宙大爆炸后早期阶段的高温和密度的极端条件下的物质方面也可以发挥关键作用。