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科技日?qǐng)?bào)北京10月21日電 （記者劉霞）美國(guó)科學(xué)家在最新一期《自然》雜志上撰文指出，他們借助美國(guó)能源部下屬托馬斯杰斐遜國(guó)家加速器設(shè)施，對(duì)質(zhì)子的極化率開展了新精確測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子結(jié)構(gòu)的異常——質(zhì)子比此前認(rèn)為的更有彈性，證實(shí)了此前被認(rèn)為是誤差的異常現(xiàn)象。研究人員稱，造成異常的根源目前仍未知，可能表明存在未知作用力。
質(zhì)子由三個(gè)被稱為夸克的較小粒子組成，夸克攜帶正電荷或負(fù)電荷。當(dāng)將質(zhì)子置入電場(chǎng)中時(shí)，攜帶不同電荷的夸克會(huì)朝相反方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致質(zhì)子變形或拉伸，拉伸或變形程度被稱為極化率。與大小或電荷一樣，極化率也是質(zhì)子結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)。
在最新研究中，為更精確探測(cè)質(zhì)子極化率，科學(xué)家們使用了名為虛擬康普頓散射的過程，將杰斐遜實(shí)驗(yàn)室連續(xù)電子束加速器設(shè)施內(nèi)精心控制的高能電子束射向質(zhì)子。
研究人員解釋稱，在虛擬康普頓散射中，電子通過發(fā)射高能光子或光粒子與其他粒子相互作用。電子的能量決定了其發(fā)射光子的能量，也決定了光子如何與其他粒子相互作用。低能光子可能會(huì)從質(zhì)子表面反彈；而高能光子則會(huì)在質(zhì)子內(nèi)部爆炸，與其中一個(gè)夸克相互作用。理論預(yù)測(cè)，當(dāng)這些光子—夸克相互作用從低能躍遷到高能時(shí)，它們將形成一條平滑的曲線。
美國(guó)天普大學(xué)物理學(xué)副教授尼科斯·斯巴弗斯表示，最新測(cè)量結(jié)果顯示極化率在局部存在一些增強(qiáng)，表明質(zhì)子可能比我們此前認(rèn)為的更具彈性，拉伸程度更強(qiáng)，可能是一種未知力在起作用。他說：“質(zhì)子是物質(zhì)重要的基礎(chǔ)組成部分，如果質(zhì)子領(lǐng)域缺少一些基本的東西，如未知作用力，將對(duì)物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生影響。”
研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步梳理這種異常的細(xì)節(jié)，并開展更精確探測(cè)，以檢查是否還存在其他異常，以及造成異常的原因。
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