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CERN 科学家解开了数十年之久的粒子物理之谜
欧洲核子研究组织 (CERN) 慕尼黑工业大学的研究人员取得了一项突破性的发现，揭示了氘核是如何形成的。粒子物理学中另一个长期存在的问题得到了解答。由慕尼黑工业大学 (TUM) 研究人员领导的欧洲核子研究中心 (CERN) 大型强子对撞机 (LHC) 的 ALICE 实验的科学家们直接观察到了一些 [...]
来源:SciTech日报慕尼黑工业大学的研究人员在欧洲核子研究组织 (CERN) 工作，取得了一项突破性的发现，揭示了氘核是如何形成的。
粒子物理学中另一个长期存在的问题得到了解答。由慕尼黑工业大学 (TUM) 研究人员领导的欧洲核子研究中心大型强子对撞机 (LHC) ALICE 实验的科学家们直接观察到了一些最简单的原子核及其反物质等价物是如何在极端粒子碰撞中产生的。这些原子核被称为氘核和反氘核，每个原子核仅由两个构件组成，这使得它们成为研究最基本的自然力的理想探针。
每个原子核的核心都是强相互作用，即将质子和中子结合在一起的力。在这项新研究中，研究人员发现形成氘核所需的质子和中子从碰撞开始就不存在。相反，它们从极其短暂的高能粒子态（所谓的共振）衰变中出现，然后组合成轻核。同样的过程也适用于它们的反物质对应物。研究结果发表在顶级期刊《自然》上。
这些实验在欧洲核子研究中心大型强子对撞机的质子碰撞中进行，那里的温度短暂飙升至比太阳中心高 100,000 倍以上。在如此剧烈的条件下，像氘核和反氘核这样的精致物体预计几乎会立即崩溃。毕竟，氘核仅由一个质子和一个中子组成，通过相对较弱的结合力结合在一起。
尽管如此，这些轻核在过去的实验中还是被反复观察到。新的测量结果现在说明了原因：大约 90% 的观察到的（反）氘核是通过这种共振衰变途径形成的，并且它们出现的时间较晚，在条件开始冷却之后。
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DOI：10.1038/s41586-025-09775-5
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