神奇的夸克世界：已制造出包含一个Xi超子和14个核子的超核！

日本理化学研究所的核物理学家计算预测，将一种被称为Xi“超子”的奇异粒子，添加到一个有三个核子的氦核中，可能会产生一个暂时稳定的原子核。这一结果将有助于实验者寻找原子核，并为核物理和中子星的结构提供洞察，其研究成果发表在《物理评论快报》期刊上。正常原子核由质子和中子组成，统称为核子，每个质子和中子依次由三个夸克组成。

夸克有六种类型：向夸克、向夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克。但是质子和中子只由上下夸克组成，核物理学家长期以来一直对包含一个或多个超子的超核感兴趣，在超核中，三个夸克中至少有一个是奇夸克。虽然只有少数几个超核在核物理设施中被创造出来，但它们为了解原子核的奥秘提供了一个宝贵的新窗口。理研西田加速器科学中心（RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science）

和理研跨学科理论与数学科学项目（RIKEN跨学科理论与数学科学项目）的Takumi Doi说：标准核是由它们包含多少质子和中子来定义的，仅此而已，而且基本上是二维的，超子通过奇夸克的数量为我们提供了一个额外维度，这使研究人员能够更深入地了解原子核，比如使原子核稳定的相互作用。大多数研究都集中在只包含一个奇夸克的超子上，但具有两个奇夸克的超子，即所谓的Xi超子，也是可能的。

图示：对包含三个正常核子（有上夸克和下夸克）和一个Xi超子（右下角的金红色球）的束缚核印象概念图，其中包含两个奇夸克，理研核物理学家的计算预测，这个奇异的原子核将是稳定的。

到目前为止，已经制造了一个包含一个Xi超子和14个核子的超核，研究人员还预测可能存在含有Xi超子的较轻超核。并在日本理化学研究所（RIKEN）的K超级计算机上对Xi超子和核子之间的相互作用进行了计算，以找出答案。研究结果预测，由三个正常核子和一个Xi超子组成的超核应该足够稳定，可以在实验中制造出来。根据他计算，这是含有Xi超子的最轻超核。结果令人惊讶，因为它们与使用近似值获得的结果有很大不同。

研究预测，当Xi超子和核子处于特定状态时，这种相互作用是有“吸引力”的，而一种近似的方法估计，相应的势将是排斥的，所以这些结果大相径庭。这些结果不仅将为实验者提供一个可以瞄准的目标，还将为中子星的研究提供信息。中子星是大型恒星在自身引力作用下坍塌并经历超新星爆炸的极其致密残骸，中子星内部可能提供了含有Xi超子的超核存在条件。

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博科园｜研究/来自：日本理化学研究所

参考期刊《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.092501

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