科技日報合肥8月16日電 （記者吳長鋒）記者16日從中國科學技術大學獲悉，該校科研團隊發揮主導作用，在與美國肯特州立大學、布魯克海文國家實驗室等單位合作的STAR國際實驗組中，通過高能原子核—原子核對撞實驗中淨重子數和淨電荷數的精確測量，發現核子內部存在一種奇特結構，可能顛覆人們對核子內部結構的根本認識。相關研究結果14日發表在學術期刊《科學》上。

　　人們普遍認為核子由夸克（含反夸克）和膠子組成。夸克攜帶+2/3或-1/3電子電荷和1/3重子數，反夸克攜帶的電荷和重子數與夸克相反，而膠子既不攜帶電荷也不攜帶重子數。研究團隊通過精確的實驗測量，發現核子內部需要一種攜帶重子數但不攜帶電荷和色荷的基本結構，對上述用來描述核子內部結構的朴素夸克模型提出了重大挑戰。

　　這項研究從兩個方面得到了自洽的結果。實驗組首先測量了高速運動的原子核中核子被減速的程度，其與核子內部的基本結構及其相互作用密切相關。對高能原子核—原子核碰撞中核子被減速程度以及光子—原子核碰撞中核子被減速程度的測量結果，與基於朴素夸克模型核子內部結構的理論計算結果存在很大差異，而與基於3個膠子相連組成的“Y”型膠子結的理論計算吻合。這種膠子結與單個膠子最大的差異是它攜帶一個單位的重子數，可以輸運重子數，有利於重子的減速。

　　同時，實驗組精確測量了被減速的重子數與電荷數的比值。在朴素夸克模型中，隻有夸克攜帶重子數，通過測量被減速的重子的總數可得到被減速的夸克總數，進而得到預期的電荷數。實驗測得的電荷數隻有預期的一半，表明核子中除了夸克和膠子，還需要一種攜帶重子數但是不攜帶電荷的基本結構。傳統核子基本組分夸克和膠子均不具備上述特征，而上述“Y”型膠子結具備這一特征。

　　科研人員稱，上述兩類實驗研究結果均不支持朴素夸克模型的核子內部結構圖像，表明核子中存在一種奇特結構。目前膠子結是唯一可以自洽地描述上述系統實驗研究結果的理論。該項研究或開啟粒子物理的新篇章。