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科学家发现夸克粒子相撞会产生比氢弹大几倍的能量!

物理学家近日宣布发现了一个非常强大的亚原子碰撞事件,研究人员一度担心这一发现太过危险,会引起大众恐慌。

这一发现可能与宇宙大爆炸有关。二人展示了两个被称为底部夸克的微小粒子,理论上可以在一个强大的闪光中融合在一起。结果:两个粒子融合后形成了一个更大的亚原子粒子,一个被称为核子的备用粒子,是整个宇宙中的能量。这种“夸克爆炸(quarksplosion)”比发生在氢弹核内的核聚变反应还要强大。

夸克是一种微小的粒子,通常吸附在一起构成原子内的中子和质子。它们有六种变体:上、下、顶、底、奇和魅。

科学家对亚原子爆炸进行测量,发现它比氢弹中发生的单个核聚变还要强大。氢弹爆炸,微小的氢原子核粒子融合在一起,称为氘核和氚核,创造出氦核。根据核武器档案馆网站数据,炸弹内部的每一个反应都只释放约18兆电子伏。这远比熔化的底部夸克138兆电子伏特小得多。

“我必须承认,当我第一次意识到,这样的反应是可能的时候,我很害怕,”以色列特拉维夫大学的合作者Marek Karliner说。

聚变反应是强大,但单核聚变本身并不危险。

芝加哥大学的Karliner和Jonathan Rosner,在公开发表论文前,首先确定这样一个链式反应不可能发生在底夸克粒子上,并在私下里与同行分享他们的这些发现,同行们也认可了他们的观点,才公开发表论文的。

“如果它会转化成任何军事上的应用,我就不发表它,”Karliner说。

底夸克的一个重要性质使得它们不可能储存:它们在刚产生1秒后就闪烁不见。在这个时间跨度之后,它们衰变成一种更为普通和能量较小的亚原子粒子,即上夸克。

研究人员说,即使在加速器内,也无法组装出足够大质量的夸克来破坏地球上的任何物质。所以不必担心会出现底夸克炸弹的问题。

虽然这个发现是令人兴奋的,因为它是第一个理论证明,亚原子粒子结合在一起可以释放能量。”Karliner说。这是个全新的领域。

在欧洲粒子物理研究所,科研人员将粒子以近乎光速的速度绕着一个27公里长的地下环运行,然后互相撞击。然后,科学家利用强大的计算机来筛选这些碰撞中的数据,有时会出现奇怪的粒子。在六月,一个特别奇怪的数据出现在其中一次碰撞中:它是一个“双粲”重子,或称中子和质子的庞大表亲,本身由底夸克和顶夸克组成。

现在,重夸克比底夸克和上夸克重,形成质子和中子。在某些情况下,产生一堆剩余的能量,逃逸到宇宙中。

科学家们于11月2日,把这一发现发表在《自然》杂志上。

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