核物理学家希望通过用电子探针(绿色)发现小尺寸质子来观察质子(红色)的颜色透明度。这些小尺寸的质子可以更容易地离开原子核，如图所示，展示了颜色的透明度。

科学

质子存在于宇宙中每个原子的原子核中。在原子核内，它们紧紧地附着在相邻的质子和中子上。然而，有可能敲除尺寸较小的质子，这样当它们离开原子核时，它们与附近粒子的相互作用就会减少。这种现象称为颜色透明度。寻找质子颜色透明迹象的核物理学家最近空手而归。

影响

描述由夸克构成的粒子行为的理论 称为量子色动力学 (QCD)。QCD 包括许多常见的亚原子粒子，例如质子和中子。它还可以预测颜色透明度的现象。物理学家已经观察到被称为介子的更简单的双夸克粒子的颜色透明度。如果物理学家能够观察或排除质子(一种更复杂的三夸克系统)的颜色透明度，他们将获得关于 QCD 中两夸克系统和三夸克系统之间差异的重要线索。

概括

质子由三个夸克组成，这些夸克被强力束缚，这是粒子物理标准模型的一部分 。在普通的质子中，强大的力会泄漏出来，使质子与原子核中附近的质子和中子相互作用。这是根据 QCD 的理论，该理论描述了夸克和强力如何相互作用。在 QCD 中，强力也称为色力。QCD 预测质子可以波动到一种状态，在这种状态下，它的组成夸克变得更加紧密，包裹得更加紧密，以至于颜色力不再泄漏。当这种情况发生时，质子可以更自由地移动。这种现象被称为“颜色透明度”，因为质子对于附近粒子的颜色力来说已经变得不可见了。

较早的一项实验表明，仅由两个称为介子的夸克组成的更简单粒子具有颜色透明性，而另一项实验表明质子也具有颜色透明性。这个最新的实验是用 连续电子束加速器设施进行的 (CEBAF)，科学办公室用户设施。CEBAF 的高能电子撞击碳原子核，物理学家测量了出射电子和数千个质子。研究人员没有观察到颜色透明的迹象。下一步是进行更高精度的实验，以更好地观察双夸克粒子中的现象，并继续在三夸克粒子中寻找它。这些进一步的测量可能有助于物理学家更好地阐明 QCD 中二夸克系统和三夸克系统之间的差异。

联系

Holly Szumila-Vance

Jefferson Lab

hszumila@jlab.org

资金

这项工作得到了能源部科学办公室核物理计划的部分支持。

出版物

Bhetuwal D.， 等。 (对于 Hall C Collaboration)， 排除Q 2 of 14.2 (GeV/c) 2 的准弹性12 C(e,e'p) 中的颜色透明度 。 物理评论快报 126 , 082301 (2021)。[DOI：10.1103/PhysRevLett.126.082301]