[科普中国]-奇异物质

奇异物质（英语：strange matter）是夸克物质的一种特例，通常认为是包含上夸克、下夸克和奇夸克的流体。这是与核物质（质子、中子等构成的普通物质）及非奇异夸克物质（non-strange quark matter，除奇异物质外的夸克物质）相对的概念。该种物质被假定存在于中子星的核中，甚至可能是尺寸从飞米级别（奇异夸克团）到千米级别（夸克星）的独立存在的物质。

简介奇异物质（英语：strange matter）是夸克物质的一种特例，通常认为是包含上夸克、下夸克和奇夸克的流体。这是与核物质（质子、中子等构成的普通物质）及非奇异夸克物质（non-strange quark matter，除奇异物质外的夸克物质）相对的概念。该种物质被假定存在于中子星的核中，甚至可能是尺寸从飞米级别（奇异夸克团）到千米级别（夸克星）的独立存在的物质。1

奇异物质的两种含义在粒子物理学和天体物理学中，奇异物质有广义和狭义的两种含义：

广义上指含有三种的夸克：上夸克、下夸克和奇夸克的夸克物质。在这个定义下，奇异物质有一个临界压力及与之相关的临界密度，而当由质子和中子构成的核子物质被压缩超越这个密度，便会分解成夸克，产生夸克物质（可能是奇异物质） 。

狭义上指比核物质更稳定的夸克物质，换言之，物质真正的基态应该是夸克物质。这是博德默和爱德华·威滕的“奇异物质假说”（strange matter hypot）中提出的。在此定义下，奇异物质的临界压力是零，我们周围的核子物质，其实在一种亚稳定状态中，它们在足够长的一段时间后（或给予特定的条件时）会衰变成奇异物质。1

仅在高压下存在的奇异物质在广义的定义下，如果一颗中子星核心的密度够高（高于临界密度），它的核心内就会产生夸克物质，或许就是奇异物质。不难理解，如果临界密度太高以至于无法达到，就会生成非奇异的夸克物质。粲夸克及更重的夸克只在高得多的密度下出现。

有奇异物质核心的中子星通常称作混合大气星（hybrid star）。然而，很难说宇宙中是否真的存在这样的星星，因为现时物理学家对临界压力或密度所知甚少。1

零压力下稳定存在的奇异物质如果“奇异物质假说”是正确的，则亚稳定的核子物质（即普通物质）会衰变成最稳定的奇异物质。由于衰变的时间十分长，所以我们很少看到衰变的过程。然而，根据奇异物质假说，宇宙中应该存在奇异物质：

夸克星（奇异星）由内至外都含有奇异物质。它们可能有一层很薄的核物质壳。

奇异夸克团是小块的奇异物质，或许细如核子。它们可能源于奇异星的形成、碰撞，或核物质的衰变。2

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学