中外科研团队测得核子内部奇特结构 研究成果发表于《科学》

据马鞍山市科学技术局转载《中国科学报》报道，中国科学技术大学与美国肯特州立大学、布鲁克海文国家实验室等机构的研究人员在STAR国际实验组中发挥主导作用，通过高能原子核-原子核对撞实验中净重子数和净电荷数的精确测量，发现核子内部存在一种奇特结构。相关研究结果已发表于《科学》期刊，中国科学技术大学教授唐泽波为研究主要参与者。

为什么这项研究重要

核子是组成物质世界的基本粒子，宇宙中可见物质世界99%以上的质量由核子携带。人们普遍认为核子由夸克（含反夸克）和胶子组成：夸克携带+2/3或-1/3电子电荷和1/3重子数，反夸克携带的电荷和重子数与夸克相反，胶子既不携带电荷也不携带重子数。理解核子内部结构，对认识物质世界的基本组成和基本相互作用具有重要意义。

两类实验均指向同一结论

研究从两个方面得到了自洽结果。其一，实验组对高能原子核-原子核碰撞中核子被减速的程度进行了精确测量，并进一步开展了光子-原子核碰撞中核子减速程度的测量。结果与基于朴素夸克模型的理论计算存在很大差异，而与由3个胶子相连组成的“Y”形胶子结的理论计算吻合。这种胶子结与单个胶子最大的差异是它携带一个单位的重子数，可以输运重子数，有利于重子的减速。

其二，实验组精确测量了被减速的重子数与电荷数的比值。在朴素夸克模型中只有夸克携带重子数，由此可推出预期的电荷数，但实验测得的电荷数只有预期的一半，表明核子中除了夸克和胶子，还需要一种携带重子数但不携带电荷的基本结构。传统组分夸克和胶子均不具备这一特征，而“Y”形胶子结具备。两类实验结果均不支持朴素夸克模型的核子结构图像，目前胶子结是唯一可以自洽描述上述系统实验研究结果的理论。研究人员认为，这项研究可能开启粒子物理的新篇章。

信息来源：马鞍山市科学技术局