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新華社北京4月3日電 原子核里的關(guān)鍵粒子——質(zhì)子有多大？答案取決于觀測(cè)手段。美國(guó)一項(xiàng)新研究顯示，反映質(zhì)子內(nèi)部質(zhì)量分布的“質(zhì)量半徑”，明顯小于由電荷分布決定的“電荷半徑”。

我們熟悉的物質(zhì)由原子組成，原子核里帶正電荷的質(zhì)子的數(shù)量決定了元素種類(lèi)。人們對(duì)質(zhì)子電荷的研究較為深入，已經(jīng)精確測(cè)量出了質(zhì)子的電荷半徑，但對(duì)其質(zhì)量結(jié)構(gòu)還了解甚少。

美國(guó)阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)研究人員說(shuō)，他們利用J/psi介子研究質(zhì)子內(nèi)部的膠子，在此基礎(chǔ)上根據(jù)不同理論模型推算質(zhì)子內(nèi)部的質(zhì)量分布，得出的質(zhì)量半徑都小于電荷半徑。分析顯示，質(zhì)子有一個(gè)由膠子主導(dǎo)的“內(nèi)核”，占有質(zhì)子的大部分質(zhì)量。相關(guān)論文最近發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志上。

質(zhì)子由夸克和若干膠子組成，膠子傳遞的強(qiáng)相互作用把夸克“粘”在一起，使質(zhì)子保持穩(wěn)定。質(zhì)子的絕大部分質(zhì)量由膠子貢獻(xiàn)，由于膠子不帶電荷，傳統(tǒng)上用于研究質(zhì)子的電子散射手段對(duì)它不起作用。

研究人員利用美國(guó)杰斐遜實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備，用光子束轟擊液態(tài)氫。氫原子核就是一個(gè)質(zhì)子，光子與質(zhì)子里的膠子相互作用產(chǎn)生J/psi介子，后者壽命極短，很快發(fā)生衰變。觀測(cè)衰變產(chǎn)生的電子-正電子對(duì)，可以算出J/psi介子的產(chǎn)量，進(jìn)而推演質(zhì)子里的膠子分布情況。

研究人員說(shuō)，該成果有助于深入理解膠子在普通物質(zhì)引力質(zhì)量中扮演的突出角色。