日本科研人員利用超級計算機預測奇異粒子六夸克粒子存在

日本理化學(xué)研究所(RIKEN)的科學(xué)家在最新一期《物理評論快報》雜志撰文稱(chēng)，他們利用超級計算機，預測了一種由六個(gè)夸克組成的奇異粒子的存在，最新研究有望加深科學(xué)家們對夸克如何結合形成原子核的理解。

夸克是科學(xué)家們認為不能再分割的一種基本粒子，目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、底夸克和頂夸克六種。由夸克組成的復合粒子被稱(chēng)為強子。強子包括重子(由三個(gè)夸克組成，如質(zhì)子和中子等)和介子(由正反夸克對組成)。

一直以來(lái)，科學(xué)家們都在思考是否存在包含兩個(gè)重子的系統(雙重子系統)。自然界中僅有一個(gè)雙重子系統存在——氘核，氘核是由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成的氫原子核。此外，在核物理實(shí)驗中，人們曾對其他雙重子系統“驚鴻一瞥”，但它們很快湮滅。

RIKEN跨學(xué)科理論和數學(xué)科學(xué)項目的杉浦拓哉(音譯)解釋說(shuō)：“雖然氘核是唯一已知的穩定雙重子系統，但可能存在更多雙重子系統。研究哪些重子對形成雙重子系統，哪些不形成非常重要，因為這為夸克如何形成物質(zhì)提供了有價(jià)值的見(jiàn)解。”

現在，通過(guò)計算兩個(gè)重子(都由三個(gè)粲夸克組成)之間的作用力，杉浦拓哉及其同事預測了一種名為粲di-Omega的六夸克粒子的存在。

量子色動(dòng)力學(xué)是描述夸克之間相互作用的成功理論。但重子中夸克之間的強耦合作用使量子色動(dòng)力學(xué)計算起來(lái)非常復雜，再加上重子的束縛態(tài)，計算變得更加復雜。在最新研究中，科學(xué)家們通過(guò)大規模數值計算解決了量子色動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。此外，由于計算涉及大量變量，他們使用了兩臺功能強大的超級計算機：K和北齋，大大減少了計算的成本和時(shí)間。

盡管計算復雜，但粲di-Omega是研究重子相互作用的最簡(jiǎn)單系統。杉浦拓哉團隊現在正在使用日本功能最強大的超級計算機“富岳”研究其他粲強子，希望借此揭示夸克如何結合形成粒子的奧秘，以及什么樣的粒子可以存在。(記者劉霞)

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