新發現的粒子是形成宇宙的暗物質嗎?

研究人員認為，大約在138億年前的大爆炸之後，新發現的亞原子粒子可能已經形成了宇宙的暗物質。儘管科學家確定宇宙中多達八成的物質可能是暗物質，但我們仍缺乏對神秘物質可能是什麼的了解，因為沒有人直接觀察到它。現在一項新研究中指出，核物理學家建議，可以將新發現，名為d星六夸克（d-star hexaquark）粒子，解釋為暗物質。

物質可以分解為分子，分子可以進一步分解為原子，甚至進一步分解為亞原子粒子的質子和中子。然後，當您將它們分解時，就會產生夸克。因此，我們見過，碰過或嚐過的所有東西最終都是由夸克組成的。

中子和質子分別由三個夸克組成，而六夸克由六個夸克組成。幾十年前已經有人預測它們的存在，並且在2014年，研究人員能夠確認六夸克的存在。

儘管這些奇特的粒子比質子由更多的夸克組成，但六夸克實際上比更熟悉的粒子小得多。六夸克的衰變也比其他亞原子粒子快得多。夸克也是玻色子粒子的一種，這意味著多個d星六夸克可以以不同於質子和中子結合的方式結合。那麼，這些微小的六夸克怎麼能成為理解暗物質的關鍵呢？

英國約克大學物理系的研究員巴什卡諾夫·米哈爾（Bashkanov Mikhail）指出，六大夸克可能在大爆炸之後的奇怪條件下凝結成暗物質。緊接這一事件之後，宇宙是一片涼爽的亞原子粒子海，是一大罐帶有夸克粒子的湯。

巴什卡諾夫和約克大學教授丹尼爾·沃茨（Daniel Watts）在這項新研究中表示，在宇宙的早期，d星六夸克可能已經冷卻並膨脹成所謂的玻色-愛因斯坦冷凝物（Bose-Einstein condensate）。

玻色-愛因斯坦冷凝物是一種奇特的第五種物質狀態，當原子或亞原子雲冷卻到接近絕對零度或（攝氏 -273.15度）的溫度時形成。在這些極端溫度下，粒子（或原子）會聚集成單個實體，可以用波動函數來描述。換句話說，粒子聚結並表現得像單個粒子（或原子）。

研究人員認為，雖然六夸克在實驗室中迅速衰變，但巴什卡諾夫解釋，它們在中子星中更穩定且持久得多，研究人員認為可能也在玻色-愛因斯坦冷凝物之中。因此，正如巴什卡諾夫的解釋的，科學家認為，宇宙從大爆炸開始後不久，六夸克就可能凝結成玻色-愛因斯坦冷凝物，而獨特的玻色-愛因斯坦冷凝物可能就是暗物質。

【圖：美國太空總署；文：節譯自美國太空網頁】研究全文刊登在2020年2月12日出版的《物理學報》