在宇宙演化的这个阶段(大爆炸后约140亿年),有四种基本作用力在起作用,导致物质成分之间发生相互作用。

了解标量夸克子结构的进展

其中一种力量是重力,例如,它使我们绕着太阳旋转并能够享受四个季节。另一个是每天都让我们受益的电磁力。从我们每晚打开的灯泡到电子设备内部的电子动力学,它们都是由电磁力驱动的。其他两种力量在日常生活中并不常见,但这并不意味着它们不那么重要。

这两种力被限制在原子核内(距离约为10-15m或更小),传统上称为“核力”。其中之一是强核力(所有四种力中最强的),它通过将质子和中子结合在一起来保持原子核的完整性。

没有强大的核力,原子核就不会形成,我们就不会存在,天空也将是空旷的。另一个是弱核力,它负责将一个原子核转变为另一个原子核,有时还会将它们分开。我们受益于核反应堆弱核力的影响。

质子和中子是称为强子的一大类复合粒子的成员,它们都由称为夸克的基本粒子组成。描述夸克强相互作用的理论称为量子色动力学(QCD),根据该理论,夸克通过交换称为胶子的中介粒子进行强相互作用。

这类似于量子电动力学(QED)理论中基本带电粒子通过交换光子参与电磁相互作用的方式。然而,QCD和QED之间存在一些主要差异,例如,光子不能形成束缚态,但胶子原则上可以结合在一起形成称为胶球的复合物。

胶球与夸克物质的形成和相互作用的理论理解,以及它们的实验检测,是极其复杂的雄心勃勃的目标。尽管已经因与QCD相关的粒子物理学的显着发现而获得了多项诺贝尔物理学奖,但某些方面仍然是悬而未决的问题,并且几十年来一直在挑战理论物理学。这个问题被克雷数学研究所(www.claymath.org)认定为数学中七大未解问题之一,被称为数学千年难题。

AmirFariborz的主要研究方向是夸克的强相互作用及其与胶球的相互作用。Fariborz和合作者开发的模型在描述实验数据方面取得了广泛的成功,并在文献中获得了显着的引用。有关Fariborz研究的更多信息,请访问Inspire高能物理文献数据库。

在最近发表在欧洲物理杂志C上的这篇论文中,QCD的广义线性西格玛模型(由Fariborz等人开发)应用于两种特殊类型的强子的散射,称为π介子(π)和eta(η)。这种散射特别重要,因为它探测了一种中间复合态[称为a0980],它是称为标量介子的强子家族的一部分。

这些夸克的复合粒子通过打破称为手性对称性的动力学方程中的对称性,在QCD中发挥特殊作用。了解标量的夸克子结构有助于了解夸克和胶子的强相互作用。最近的这项工作已经证实,光标量介子包含重要的四夸克成分,这一特征使标量介子处于具有挑战性的奇异强子光谱学类别中。