利用世界上最強大的計算機來進行復雜的模擬,科學家們預測了一種新型的雙重子粒子——它有兩個重子而不是通常的一個,夸克的顏色都是一樣的。
來自日本HAL QCD協(xié)作的研究人員稱這種粒子為di-Omega。
重子是包含三個夸克的粒子,亞原子粒子是構成物質的基本成分之一,它們構成了宇宙中大部分的正常物質。構成原子核的質子和中子是重子。
重子的電荷依賴于內部夸克的“顏色”或類型,其中有六層,上下,頂部,底部,魅力和奇怪。
在自然界中,只有一種已知的粒子是由兩個重子或雙重子粒子組成的(也稱為六夸克)。它被稱為氘核,它由一個質子和一個中子結合在一起形成氘或重氫的原子核。
盡管科學家們相信其他的二重子可能存在,但到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)。
但是,通過基于量子色動力學(QCD)的模擬,描述夸克相互作用的理論,哈爾-QCD協(xié)作能夠模擬潛在的穩(wěn)定的dibaryons。
但這并不容易——混合的夸克越多,它們的相互作用就越復雜,這意味著需要更多的計算能力。
這就是為什么研究人員在RIKEN的高級計算科學研究所使用了K計算機,它的計算能力為每秒10千萬億次。
即便如此,用了近三年的時間才得出結論。但得出一個結論。
雙歐米茄由兩個歐米茄組成,每一個含有三個奇異夸克。研究人員說,這是所有潛在的“dibaryons”中“最奇怪的”。
這項研究建立在合作的前期工作上——在2011年,他們宣布發(fā)現(xiàn)了一個理論上的dibaryon,有兩個向上的,兩個向下的,還有兩個奇怪的夸克。但是從那以后,他們改進了他們的方法,設計了一個新的理論框架和一個新的算法,以允許更有效的計算。
當然,對K電腦的訪問,在2012年被研究人員使用,產生了巨大的差異。
展望未來,研究人員相信他們的研究成果可以應用到實驗環(huán)境中去尋找這些粒子在真實世界中的證據(jù)。
量子物理學家Tetsuo Hatsuda說:“我們相信這些特殊的粒子可以通過在歐洲和日本計劃的重離子碰撞實驗產生。”
“我們期待著與那里的同事合作,通過實驗發(fā)現(xiàn)氘核外的第一個雙重子系統(tǒng)?!?/p>
該團隊的研究成果已發(fā)表在《物理評論快報》雜志上。