夸克聚变威力或比核聚变大

聂翠蓉

2017年11月08日08:11  来源:科技日报
 
原标题:夸克聚变威力或比核聚变大

  据《科学美国人》杂志网站和物理学家组织网6日报道,最新一期《自然》杂志刊登了一篇夸克聚变研究的重磅论文:以色列特拉维夫大学和美国芝加哥大学科学家合作,首次证明夸克在聚变反应中能向外释放强大能量,威力远大于制造氢弹的核聚变释放能量。但研究人员表示,夸克在1皮秒时间内就会衰变,因此人们不必担心其会被用于武器。

  夸克是组成中子和质子等亚原子的粒子,目前被发现的主要有6种:上夸克、下夸克、顶夸克、底夸克、奇夸克和粲夸克,其中只有上夸克和下夸克质量目前最轻最稳定,能在宇宙中找到,而其他粒子只能通过高能碰撞产生。今年6月,欧洲核子研究中心(CERN)团队从高能碰撞数据中发现一种包含两个粲夸克的全新重子。当时科学家猜测,粲夸克在聚变成重子的过程中,可能会向宇宙释放剩余能量。

  最新研究中,特拉维夫大学马瑞克·卡里内和芝加哥大学乔纳森·罗斯内从理论上推算得出,两个粲夸克会在聚变中释放12MeV(兆电子伏特)的能量,大约为氘氚聚变能18MeV的三分之二;而两个底夸克聚变时甚至能释放138兆电子伏特的强大能量,是氘氚聚变能量的近8倍。这也许意味着,与氢弹相比,“夸克炸弹”具有更大威力。

  但研究人员表示,在武器装备里的氢弹中,单个聚变反应不会造成危险,而是通过将大量氘氚堆积发生链式聚变才发挥威力。夸克被制造出来后,会在1皮秒内衰变成更低能量的普通粒子,无法堆积储存发生链式反应,因此人们无需担心有人研制底夸克炸弹,用于军事目的。“我们发表论文之前,与同行们进行了深入沟通,完全排除了用于武器研制的可能性。”卡里内说。新研究将为基本粒子物理学研究开创全新领域,未来两年内,CERN的大型强子对撞机就能开展类似实验,验证夸克聚变的真正潜力。

(责编:张歌、熊旭)

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