發(fā)布時間:2023-04-03 12:20:52
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新華社北京4月3日電 原子(zǐ)核裏的關鍵粒子——質子有多大?答案取決於觀測手段(duàn)。美國一項新研究顯示,反映質子內部質量(liàng)分(fèn)布的“質量半徑”,明顯小於(yú)由電荷分布決定的“電荷半徑”。
我們(men)熟悉的物質由原子組成,原子核裏(lǐ)帶正電荷的質子的數量決定了(le)元素種類。人們對質子電荷的(de)研究較為深入,已經精確測量出(chū)了質子的電荷半徑,但對其質(zhì)量結(jié)構還了解甚少。
美國阿爾貢國家實驗室等機構研究人員說,他們利用J/psi介子研究質子內部的膠子,在此(cǐ)基礎上根據不同理論模型推算質子內(nèi)部的質量分布,得出的質量半徑都小(xiǎo)於(yú)電荷半徑。分析顯示,質子有(yǒu)一個由膠(jiāo)子主(zhǔ)導的“內核”,占有質子的(de)大部分質量。相關論文最近發表在英國《自然》雜誌上。
質子由誇克和若幹膠子組成,膠子傳(chuán)遞的強相互作用把誇克“粘”在一起,使質子保持穩定。質子的絕大部分質量由膠子貢獻(xiàn),由(yóu)於膠子不帶電荷,傳統上用(yòng)於研究質子的(de)電子散射手段對它不(bú)起(qǐ)作用。
研究(jiū)人員利(lì)用(yòng)美(měi)國傑斐遜實驗室的設備,用光(guāng)子束轟擊液態氫。氫原子核就是(shì)一個質子(zǐ),光子與質子(zǐ)裏的膠子相互作用(yòng)產生J/psi介子,後(hòu)者壽(shòu)命極短,很快發生衰變。觀測衰變產生的電子-正電子對,可以算出J/psi介(jiè)子的產量,進(jìn)而推演質子裏的膠子分布情況。
研究人員說,該(gāi)成果有助於深入理解膠子在(zài)普通(tōng)物(wù)質引力(lì)質量中扮演的突出角色。