超级计算机预测六夸克粒子存在

展全思梦 2025-11-01 16:52:05

超级计算机预测六夸克粒子存在字体：小中大分享到：超级计算机预测六夸克粒子存在 2021-12-14 08:57:47 来源：科技日报

新预言的六个夸克粒子的艺术图。图片:物理学家组织网络

来自日本理化学研究所(RIKEN)的科学家在最新一期《物理评论快报》上写道，他们利用超级计算机预测了一种由6个夸克组成的奇怪粒子的存在。这项最新研究有望加深科学家对夸克如何结合形成原子核的理解。

夸克是科学家认为不能再分的基本粒子。目前已知的夸克有上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、底夸克和顶夸克。由夸克组成的复合粒子叫做强子。包括重子(由质子、中子等三种夸克组成)和介子(由正负夸克对组成)。

长期以来，科学家一直在思考是否存在一个具有两个重子的系统(对偶子系统)。自然界只有一个对偶子系统——氘，是由一个质子和一个中子组成的氢核。另外，在核物理的实验中，人们曾经“瞥见”其他对偶子系统，但很快就消失了。

RIKEN跨学科理论和数学科学项目的Takuya Sugura解释说:“虽然氘是唯一已知的稳定对偶子系统，但可能存在更多对偶子系统。研究哪些重子形成了对偶子系统，哪些没有，这非常重要，因为这为夸克如何形成物质提供了有价值的见解。”

现在，通过计算两个重子(都由三个粲夸克组成)之间的力，杉谷拓哉和他的同事预测了一种叫做粲di-Omega的六夸克粒子的存在。

量子色动力学是描述夸克间相互作用的成功理论。但是重子中夸克之间的强耦合使得量子色动力学的计算非常复杂。再加上重子的束缚态，计算变得更加复杂。在最新研究中，科学家通过大规模数值计算解决了量子色动力学问题。此外，由于计算涉及大量变量，他们使用了K和北宅两台强大的超级计算机，大大降低了计算的成本和时间。

虽然计算复杂，但charm di-Omega是研究重子相互作用最简单的系统。杉谷拓哉的团队现在正在使用日本最强大的超级计算机“福月”研究其他魅力强子，希望揭示夸克如何结合形成粒子以及什么样的粒子可以存在的奥秘。(记者刘霞)

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