日本理化學(xué)研究所24日發(fā)布公告稱，該研究所與京都大學(xué)、大阪大學(xué)組成的聯(lián)合研究小組利用超級計算機模擬，在理論上預(yù)言了一種新粒子――雙重子態(tài)粒子ΩΩ的存在。這項研究成果可望闡明基本粒子夸克如何組合物質(zhì)這一現(xiàn)代物理學(xué)的根本性問題。

　　世間所有物質(zhì)全部由被稱為夸克和輕子的基本粒子組成。夸克有上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克6個種類。由3個夸克組成的粒子統(tǒng)稱為重子。質(zhì)子和中子由上夸克和下夸克3個組合構(gòu)成，實驗中還觀察到了3個奇夸克組成的Ω粒子。迄今為止已發(fā)現(xiàn)了多數(shù)由3個夸克組成的粒子。但是，自1930年代重質(zhì)子（1個質(zhì)子和1個中子）被發(fā)現(xiàn)以來，尚未發(fā)現(xiàn)由6個夸克組成的粒子（雙重子態(tài)粒子）。

　　日本科學(xué)家南部陽一郎提出的量子色動力學(xué)確認了夸克運動的基礎(chǔ)理論，可以統(tǒng)一描述夸克組成的粒子結(jié)構(gòu)和它們之間的強作用力。此次，研究小組通過發(fā)展理論方法、計算算法和改進超級計算機的性能，成功地縮小了數(shù)值計算誤差。他們模擬的結(jié)果之一是發(fā)現(xiàn)了兩個Ω粒子間的作用力，即當(dāng)兩個Ω粒子彼此逐漸接近時，在0.3×10-13厘米左右會相互吸引，但如果更接近就會強烈地排斥。由于這種吸引力，兩個Ω粒子可以形成結(jié)合狀態(tài)。此外，他們還發(fā)現(xiàn)新粒子ΩΩ具有與重質(zhì)子相似的特征。

　　該成果明確了雙重子態(tài)粒子ΩΩ在現(xiàn)實世界中存在的可能性。研究小組期待通過世界各地的重離子對撞實驗，在重質(zhì)子發(fā)現(xiàn)一個世紀后，雙重子態(tài)粒子被發(fā)現(xiàn)。該研究首次成功實現(xiàn)了從量子色動力學(xué)導(dǎo)出重子間的作用力。研究小組今后將利用大規(guī)模數(shù)值模擬，闡明6個夸克所組成的雙重子世界，并通過超算和數(shù)學(xué)模擬，澄清現(xiàn)代物理學(xué)中夸克如何結(jié)合成物質(zhì)這一基本問題。

　　研究成果發(fā)表在24日《物理評論快報》網(wǎng)絡(luò)版。（記者陳超）