我們周圍的一切都有質量，但其起源仍然是物理學中最大的懸而未決的問題之一。根據現代理論，質量不僅僅來自物質本身。相反，它與虛空的本質有關，虛空不是空無一物的空間，而是具有複雜結構的動態環境。研究獨特的粒子系統可以幫助科學家更好地理解這個隱藏的框架以及質量是如何產生的。
一種有前途的方法涉及介子，介子是由夸克和反夸克組成的粒子，與原子核結合。這種組合稱為中位核。透過研究這些系統，研究人員可以研究真空的結構以及賦予粒子質量的機制。現在，新的實驗結果讓科學家更接近這個目標，揭示了一種全新類型的中核的證據。
稀有奇異粒子態的證據
一個國際研究小組報告了所謂的 η′-mesic 核的跡象，這是一種以前未見過但理論上預測的狀態。研究結果將發表在《物理評論快報》上，指出這種不尋常的黏合系統可能存在。
在某些條件下，被稱為介子的短命粒子（其存在時間不到百萬分之十秒）可以暫時保留在原子核內。當這種情況發生時，他們就形成了一種奇怪而奇怪的情況。研究這些中質核心可以幫助科學家了解強核力的行為方式以及真空在非常稠密的環境中如何變化。
「一個特別令人感興趣的粒子是 η′ 介子，」主要作者 Kenta Itahashi 說。 “與相關粒子相比，它相對較重，物理學家預計當它進入核物質內部時，它的質量會發生變化。觀察這種現象將為有關粒子質量在宇宙中如何形成提供有價值的信息。”
粒子加速器內的高精度實驗
為了尋找 η′-mesic 核，研究小組在德國 GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung 進行了高精度實驗。
研究人員將一束高能量質子瞄準碳目標。這個過程激發碳核並產生 η′ 介子，在某些情況下它會附著在原子核上。為了研究這些交互作用，研究小組透過分析反應過程中釋放的氘核（由質子和中子組成的最簡單的原子核）來測量碳核的激發能。這些測量是使用稱為碎片分離器 (FRS) 的高分辨率光譜儀進行的。
該實驗還依賴一種名為 WASA 的專用探測器，該探測器最初是在瑞典烏普薩拉開發的。該裝置使科學家能夠檢測離開目標的高能量質子，並識別表明 η’ 介子已在原子核內產生和捕獲的訊號。這些訊號稱為衰變特徵，是識別奇異態的關鍵。
「透過我們結合 FRS 和 WASA 的新實驗裝置，我們可以識別數據中與 mesic η′ 核理論特徵相匹配的結構，」主要作者 Ryohei Sekiya 解釋道。 “我們的分析表明，這些相互關聯的情況確實出現了。”
關於 Meza 的結果顯示什麼
實驗測量的碳核激發光譜顯示出與 η’-mesic 核形成一致的模式。結果還表明，當 η′ 介子處於核物質內部時，其質量可能會減少。這項發現支持了理論預測，並為了解極端條件下粒子特性如何變化提供了罕見的實驗見解。
「我們的測量為介子在核物質中的行為提供了重要的新線索，」板橋說。 “這使我們更接近回答有關物質如何獲得質量以及原子核內真空結構如何變化的深刻而基本的問題。”
接下來會發生什麼
研究小組計劃進行進一步的實驗，以提高測量的準確性，並尋找額外的衰變訊號來證實 η′-mesic 核的存在。每一個新結果都將有助於增進我們對支配物質和宇宙的基本定律的理解。
它發表在文章「與高動量質子一致測量的 12C(p,d) 反應在 η’-介子發射閾值附近的激發光譜」中。 體檢信。
