科學家首次觀察一新物質形態 有助揭開宇宙大爆炸謎團

撰文:凌俊賢
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日本科學家首次透過實驗,示範展示了一種奇異物質的新形態並進行觀察,物質內包括一直難以捉摸的「K介子」(Kaon)。這項突破開闢一種全新方式助科學家理解原子世界,以更深入了解原子核質量的起源,揭開宇宙大爆炸的謎團。

日本物理學家湯川秀樹1935年提出介子存在的概念,指介子是由一對夸克(quark)及反夸克構成。這個理論及後得到證實,並令他在1949年成為首位得到諾貝爾獎的日本人。不過介子僅會短暫存在,所以一直難以被科學家準確找到。

「K介子」屬介子一種,負責調解質子和中子之間的作用力。它的存在時間同樣短暫,所以被稱為「虛擬粒子」(virtual particles)。

日本理化研究所(RIKEN)及日本散裂中子源(J-PARC)研究中心周一(1月28日)公布,成功將質子和中子固定在原子核中,並在一種新物質中觀察到這種難以捉摸的介子。

研究人員以氦-3作為標靶,它的原子核由二顆質子和一顆中子所組成。他們擊出原子核的中子,中子飛出的反作用力,不但大大降低「K介子」的能量,更令「K介子」取代原來中子的位置,並與兩個質子緊密結合,成為新的原子核。

主導研究的科學家岩崎雅彦指出,這項突破證實介子可作為一種真實粒子存在於原子核,開闢了一種全新方式觀察和理解原子世界,並有助科學家可更深入了解宇宙誕生後,原子核質量的起源。他表示,未來會以用更重的原子核做實驗,進一步理解「K介子」如何結合。

(綜合報道)