新華社北京4月3日電 原子核裏的關鍵粒子——質子有多大?答案取決於觀測手段。美國一項新研究顯示,反映質子內部質量分佈的“質量半徑”,明顯小於由電荷分佈決定的“電荷半徑”。
我們熟悉的物質由原子組成,原子核裏帶正電荷的質子的數量決定了元素種類。人們對質子電荷的研究較為深入,已經精確測量出了質子的電荷半徑,但對其質量結構還了解甚少。
美國阿爾貢國家實驗室等機構研究人員説,他們利用J/psi介子研究質子內部的膠子,在此基礎上根據不同理論模型推算質子內部的質量分佈,得出的質量半徑都小於電荷半徑。分析顯示,質子有一個由膠子主導的“內核”,佔有質子的大部分質量。相關論文最近發表在英國《自然》雜誌上。
質子由夸克和若干膠子組成,膠子傳遞的強相互作用把夸克“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,由於膠子不帶電荷,傳統上用於研究質子的電子散射手段對它不起作用。
研究人員利用美國傑斐遜實驗室的設備,用光子束轟擊液態氫。氫原子核就是一個質子,光子與質子裏的膠子相互作用産生J/psi介子,後者壽命極短,很快發生衰變。觀測衰變産生的電子-正電子對,可以算出J/psi介子的産量,進而推演質子裏的膠子分佈情況。
研究人員説,該成果有助於深入理解膠子在普通物質引力質量中扮演的突出角色。
【糾錯】
【責任編輯:趙陽
】