核子内部存在一种奇特结构，中国科大团队又有重大发现

景点排名 2026年08月15日 14:00 0 aa

8月14日，记者从中国科学技术大学获悉，该校与美国肯特州立大学、布鲁克海文国家实验室等单位合作，通过高能原子核碰撞实验发现，核子内部可能存在一种此前未被充分认识的奇特结构。相关成果于北京时间8月14日凌晨在线发表于国际学术期刊《科学》。

核子内部奇特结构示意图。陈磊制图

核子包括质子和中子，是组成原子核的基本粒子。宇宙中可见物质99%以上的质量都来自核子，因此，“弄清楚核子内部究竟是什么样”是人类认识物质世界基本组成的重要问题。长期以来，人们普遍认为，核子主要由夸克和胶子组成。其中，夸克携带电荷和重子数，胶子既不携带电荷也不携带重子数。

此次实验却发现，事情可能没有这么简单。研究团队利用美国布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机开展实验，通过让高速运动的原子核发生碰撞，观察碰撞后核子的运动变化。实验中，研究人员发现了两个反常现象：一方面，核子在高速碰撞中的减速程度与传统模型预测存在明显差异。另一方面，研究人员通过对重子数和电荷数进行精确测量发现，实验测得的电荷数只有传统模型预期的一半左右。这意味着，核子内部可能存在一种此前未被充分认识的结构——它能够携带重子数，却不携带电荷。

那么，这种结构究竟是什么？研究发现，此前理论中提出的“Y型胶子结”恰好具备这样的特征。它可以简单理解为由三个胶子连接形成的一种特殊结构，与普通胶子不同，“Y型胶子结”能够携带一个单位的重子数。

从核子的减速规律，到重子数与电荷数之间的关系，两方面实验结果都指向了这一特殊结构。目前，“Y型胶子结”是能够较为自洽解释上述实验结果的理论之一。

研究人员表示，这项研究为进一步认识质子、中子等核子的内部世界提供了新的实验依据，也可能为研究物质世界最基本的组成打开新的窗口。该项研究或开启粒子物理的新篇章。

合肥日报-合新闻

文字：卞怡菲

图片：中国科大供图

编辑：周巧董媛康