两个底夸克聚变时甚至能释放138兆电子伏特的强大能量,是氘氚聚变能量的近8倍。这也许意味着,与氢弹相比,“夸克炸弹”具有更大威力。 你知道吗?早在2018年,《自然》杂志曾刊登过一篇夸克聚变研究的重磅论文:以色列特拉维夫大学和美国芝加哥大学科学家合作,首次证明夸克在聚变反应中能向外释放强大能量,威力远大于制造氢弹的核聚变释放能量。 夸克是组成中子和质子等亚原子的粒子,目前被发现的主要有6种:上夸克、下夸克、顶夸克、底夸克、奇夸克和粲夸克,其中只有上夸克和下夸克质量目前最轻最稳定,能在宇宙中找到,而其他粒子只能通过高能碰撞产生。 2018年6月,欧洲核子研究中心(CERN)团队从高能碰撞数据中发现一种包含两个粲夸克的全新重子。当时科学家猜测,粲夸克在聚变成重子的过程中,可能会向宇宙释放剩余能量。 最新研究中,特拉维夫大学马瑞克·卡里内和芝加哥大学乔纳森·罗斯内从理论上推算得出,两个粲夸克会在聚变中释放12MeV(兆电子伏特)的能量,大约为氘氚聚变能18MeV的三分之二;而两个底夸克聚变时甚至能释放138兆电子伏特的强大能量,是氘氚聚变能量的近8倍。这也许意味着,理论上,与氢弹相比,“夸克炸弹”具有更大威力。 什么是夸克? 夸克(英语:quark)是一种参与强相互作用的基本粒子,也是构成物质的基本单元。夸克互相结合,形成一种复合粒子,叫强子。强子中最稳定的是质子和中子,它们是构成原子核的单元。由于一种叫“夸克禁闭”的现象,夸克不能够直接被观测到,或是被分离出来,只能够在强子里面找到。基于这个原因,我们对夸克的所知大都是间接的来自对强子的观测。 夸克有哪些种类? 目前,我们已知的夸克有六种。夸克的种类被称为“味”,它们是上(u)、下(d)、奇(s)、粲(c)、底(b)及顶(t)。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程,来迅速地变成上或下夸克。 粒子衰变是一个从高质量的态变成低质量态的过程。就是由于这个原因,上及下夸克一般来说很稳定,所以它们在宇宙中很常见,而奇、粲、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生(例如宇宙射线及粒子加速器)并很快衰变。 |
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