超級計算機預測出存在兩種重子組成的新型奇異粒子

超級計算機預測出存在兩種重子組成的新型奇異粒子

圖說:di-Omega粒子的想象圖。

據ZMEscience網站5月29日報道,通過利用世界上最強大的超級計算機之一,日本理化學研究所的研究人員預測了一種奇怪的新型粒子的存在。該粒子由兩種重子組成,而不是像其他粒子只有一種重子。相關研究於5月24日刊發在《物理評論快報》上。

重子是由三個夸克組成的複合粒子,介子則是由一個夸克和一個反夸克組成的複合粒子。質子和中子,以及其他粒子,都屬於重子。夸克是一種亞原子粒子,是目前已知的兩種基本粒子群中的一種,它代表著已知最小的物質單位。

12個基本粒子——6夸克和6個輕子——是宇宙萬物的基本組成部分。這兩種粒子都有不同的“氣味”或者“顏色”。對於夸克,有六種顏色:向上、向下、頂部、底部、奇異和迷人。

大多數粒子都是由一種重子構成的,除了一種叫做氘核的離群體,或者重氫。這些粒子被稱為雙重子粒子,而現在,隸屬於日本理化學研究所的計算科學研究機構的研究人員已經預測了第二種雙重子粒子的存在。

使用一種超級計算機以每秒運算10萬億次的速度,研究人員花了三年的時間來處理數據,最終得到了結果——這就是計算密集型的搜索方式。該模擬實驗是基於量子色動力學(QCD),並運用了描述夸克相互作用的理論,最終,研究團隊發現了一種叫做di-Omega的新粒子。

新粒子由兩個“歐米伽重子”組成,每個重子包含三個奇怪的夸克。

“我們很幸運能夠使用超級計算機來執行計算。它允許快速的計算和大量的變量。儘管如此,我們花了差不多三年的時間才得出關於di-Omega的結論。” 日本仁科中心的Shinya Gongyo說。

未來工作中,還需要驗證di-Omega是否真實存在。為了達到這個目的,研究人員已經提出了一系列在歐洲和日本的重離子碰撞實驗。

“我們相信這些特殊的粒子可以通過在歐洲和日本計劃的重離子碰撞實驗產生,我們期待著與那裡的同事們合作,然後發現氘核外的第一個雙重子系統。”日本理化學研究所 iTHEMS部門的Tetsuo Hatsuda說。


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