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物理學家發現比核彈更強大的能量?

物理學家發現比核彈更強大的能量?

2020-10-06 Comments 0 Comment

早在2017年,科學家在《自然》雜誌刊登了一篇夸克聚變研究的重磅論文:以色列特拉維夫大學和美國芝加哥大學科學家合作,首次證明夸克在聚變反應中能向外釋放強大能量,威力遠大於製造氫彈的核聚變釋放能量。但研究人員表示,夸克在1皮秒時間內就會衰變,因此人們不必擔心其會被用於武器。

夸克是組成中子和質子等亞原子的粒子,目前被發現的主要有6種:上夸克、下夸克、頂夸克、底夸克、奇夸克和粲夸克,其中只有上夸克和下夸克質量目前最輕最穩定,能在宇宙中找到,而其他粒子只能通過高能碰撞產生。

2017年6月,歐洲核子研究中心(CERN)團隊從高能碰撞數據中發現一種包含兩個粲夸克的全新重子。當時科學家猜測,粲夸克在聚變成重子的過程中,可能會向宇宙釋放剩餘能量。

最新研究中,特拉維夫大學馬瑞克·卡里內和芝加哥大學喬納森·羅斯內從理論上推算得出,兩個粲夸克會在聚變中釋放12MeV(兆電子伏特)的能量,大約為氘氚聚變能18MeV的三分之二;而兩個底夸克聚變時甚至能釋放138兆電子伏特的強大能量,是氘氚聚變能量的近8倍。這也許意味著,與氫彈相比,“夸克炸彈”具有更大威力。

但研究人員表示,在武器裝備裡的氫彈中,單個聚變反應不會造成危險,而是通過將大量氘氚堆積發生鍊式聚變才發揮威力。

夸克被製造出來後,會在1皮秒內衰變成更低能量的普通粒子,無法堆積儲存發生鍊式反應,因此人們無需擔心有人研製底夸克炸彈,用於軍事目的。“我們發表論文之前,與同行們進行了深入溝通,完全排除了用於武器研製的可能性。”卡里內說。新研究將為基本粒子物理學研究開創全新領域,未來兩年內,CERN的大型強子對撞機就能開展類似實驗,驗證夸克聚變的真正潛力。

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