物理学家发现夸克之间的新型聚变，爆炸性如此之大以至于他们几乎掩盖了结果

文 自然杂志         翻译 宇宙之外是什么

一对物理学家发现了一种发生在夸克之间的新型聚变——他们对它的威力感到忧虑，以至于几乎没有公布结果。这可能是一个新的亚原子时代的曙光。但是当他们探索这个想法时，他们发现它的潜力是有限的，使失望和感激同时到达。

夸克之间这种高能聚变形式的发现有其局限性，使其不太可能成为未来任何类型燃料的候选者。但这也意味着我们不会看到它成为下一代核武器。

“我必须承认，当我第一次意识到这种反应是可能的时，我很害怕，”特拉维夫大学的 Marek Karliner 在 Live Science 告诉 Rafi Letzter。“不过，幸运的是，它是一匹一招小马。”（But, luckily, it is a one-trick pony.）

一个多世纪以来，我们已经了解到构成原子核的粒子是由大量能量固定在适当位置的。 在称为核裂变的行为中将它们分开可以释放一些这种能量。在所谓的融合下将它们连接在一起可能会释放更多的能量。

两者都具有作为动力源和毁灭性危险武器的仁慈和攻击性应用，因此不应责怪 Karliner 和他的同事 Jonathan L. Rosner 花时间对他们的总和进行三重检查。

两人并没有重新排列质子和中子，而是研究了它们内部的较小粒子——称为夸克——以类似的方式重新排列。 在粒子物理学的标准模型里有六种夸克， 具有不同的质量和奇怪的名字：上、下、粲、奇、顶和底。 

夸克可以以三个一组的形式相互结合，称为重子。例如，重子 Xi cc++ 由两个粲夸克和一个上夸克组成，它比在质子和中子中发现的上下夸克重得多。

质量到能量的转换是裂变和聚变能量的来源，因此将原子能中的能量与这种新的亚原子过程进行比较，让我们了解内部潜伏着多少能量。

如果我们取氘（质子加一个中子）并增加能量以将其挤压成一些氚（质子加两个中子），它会争先恐后地制造氦（两个质子和两个中子）。最后一个中子从“犯罪现场逃出来“。这时，我们将获得 17.6 兆电子伏特和一枚氢弹。Karliner 和 Letzter 最终计算出在最近的 LHC 发现中粲夸克的融合将释放 12 兆电子伏特。对于两个很小的粒子来说还不错。

但是如果我们使用另一对重夸克呢？例如底夸克？这变成了惊人的 138 兆电子伏特。我们想想象这会导致物理学家疯狂地敲击他们的计算器屏幕。

考虑到如此令人印象深刻的能量输出，我们的第一反应是为一种从少量材料产生大量能量的新方法而欢呼。其次是蘑菇云的图像。 但是，事实证明，两者都不会发生。

与原子不同，底夸克不能被塞进烧瓶并装进壳里。它们在粒子加速器内的原子残骸之后以皮秒的数量存在，然后转变为更轻的夸克。

这将夸克炸弹和夸克聚变驱动器留给科幻小说作者，幸运的是，它们完全脱离了流氓国家和恐怖组织的控制。 但是，当我们哀叹或放松时，取决于视角，这是对质量和能量的本质以及量子尺度上事物总是变得更奇怪的惊人洞察力。

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