[科普中国]-Π介子偶素-

简介

π介子偶素是一种奇异原子，由两个π介子——一个π+介子和一个π−介子所组成。被粒子加速器加速后的质子束与靶原子核之间相互作用的过程中可产生π介子偶素。

根据手性微扰理论的预测，π介子偶素的寿命极短，约为2.89×10-15s；衰变后的产物一般为两个π0介子，也有一小部分衰变为两个光子。1

奇异原子奇异原子通常是指与一般原子构成不同的原子，普通的原子是由电子e、质子p和中子n这三种长寿的粒子构成，但奇异原子却是以其他的粒子代替这三种稳定粒子中的一个或多个，通过电磁相互作用构成。1

量子色动力学量子色动力学（英语：Quantum Chromodynamics，简称QCD）是一个描述夸克胶子之间强相互作用的标准动力学理论，它是粒子物理标准模型的一个基本组成部分。夸克是构成重子（质子、中子等）以及介子（π、K等）的基本单元，而胶子则传递夸克之间的相互作用，使它们相互结合，形成各种核子和介子，或者使它们相互分离，发生衰变等。多年来量子色动力学已经收集了庞大的实验证据。

量子色动力学是规范场论的一个成功运用，它所对应的规范群是非阿贝尔的SU(3)群，群量子数被称为“颜色”或者“色荷”。每一种夸克有三种颜色，对应着SU(3)群的基本表示。胶子是作用力的传播者，有八种，对应着SU(3)群的伴随表示。这个理论的动力学完全由它的SU(3)规范对称群决定。

量子色动力学享有2种特有的属性：

禁闭，这意味着当它们被分开时，夸克之间的力并不降低。因此，当你试图分开两个夸克时，在胶子场中的能量足够产生一个夸克对。所以夸克永远是以强子的方式束缚在一起，如形成质子和中子或π介子或K介子。虽然在解析上还未获得证明，但夸克禁闭被广泛地接受，因为它解释了为何寻找自由夸克一直失败，而这在格点量子色动力学中很容易展示出来。

渐近自由，这意味着在非常高的能量反应中，夸克和胶子之间非常微弱的相互作用创造了夸克-胶子等离子体。量子色动力学的这一预测，在1970年代初由大卫·波利泽和弗兰克·维尔切克和大卫·格罗斯首次发现。因为这项工作，他们被授予2004年诺贝尔物理学奖。

没有已知的相变线分开这两种属性;禁闭是在低能量尺度中占主导地位，但是，随着能量的增加，渐近自由成为主导。1