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超级计算机预测的奇异六夸克粒子

物理学 2022-10-08 23:59:11

作者:RIKEN 艺术家对新预测的由两个重子组成的六夸克态(双夸克)的印象

信用:2021村野惠子 RIKEN的研究人员预测了一种奇异粒子的存在,这种粒子由六种被称为夸克的基本粒子组成,可以加深我们对夸克如何结合形成原子核的理解

夸克是物质的基本构件

原子核由质子和中子组成,而质子和中子又分别由三个夸克组成

由三个夸克组成的粒子统称为重子

科学家们长期以来一直在思考包含两个重子的系统的存在,这两个重子被称为双重子

自然界中只存在一个双质子——氘,一个由质子和中子组成的氢原子核,两者之间的结合非常轻微

在核物理实验中已经捕捉到了其他双星的踪迹,但它们的存在非常短暂

RIKEN跨学科理论和数学科学项目的Sugiura Takuya说:“虽然氘是唯一已知的稳定的二重子,但可能还存在更多的二重子。”

“研究哪对重子形成双重子,哪对重子不形成双重子非常重要,因为这为夸克如何形成物质提供了有价值的见解

" 量子色动力学是一个非常成功的理论,它描述了夸克如何相互作用

但是重子中夸克之间的强耦合使得量子色动力学计算变得复杂

当考虑重子的束缚态时,计算变得更加复杂

现在,通过计算作用在两个重子之间的力,每个重子包含三个魅力夸克(六种类型的夸克之一),杉原和他的同事预测了一个他们称之为魅力二欧米加的二重子的存在

对于这种计算,该团队通过大规模数值计算解决了量子色动力学问题

由于计算涉及大量变量,他们使用了两台强大的超级计算机:K计算机和HOKUSAI超级计算机

杉原说:“我们非常幸运能够使用超级计算机,这大大降低了计算的成本和时间。”

“但我们仍然花了几年时间来预测魅力迪奥米加的存在

" 尽管计算复杂,魅力二欧米加是研究重子间相互作用的最简单系统

杉原和他的团队现在正在使用超级计算机Fugaku研究其他迷人的强子,Fugaku是K计算机更强大的继任者

杉原说:“我们对含有迷倒夸克的其他粒子之间的相互作用特别感兴趣。”

“我们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

" 这项研究发表在《物理评论快报》上

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