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尋找夸克星

夸克星存在的最大意義是，我們可以通過觀察它們了解大爆炸之后極短時間內發生的事情。如果夸克星真的存在，則可能給人類探尋宇宙早期的秘密打開一扇新的窗口

“夸克”（quark）一詞的出現，本就是粒子物理界一段佳話。

上世紀60年代早期，美國人默里#8226;蓋爾曼（Murray Gell-Mann）在研究質子分裂中發現，質子和中子只能是由更小的3個粒子組成，否則無法遵循簡單的守恒。這些粒子先被命名為“k-works”，后又縮寫為“kworks”。1963年3月的一天，蓋爾曼突然在詹姆斯#8226;喬伊斯的《芬尼根的守靈》中讀到了一句話“Three quarks for Muster Mark！”覺得這個3用得恰到好處，正好符合自己對新粒子數的預期，而且quarks的發音和kworks相似，就索性從喬大師那里把這個詞借過來用了。但以上也許只是說法之一，也有猜測認為，quarks的另一個來源乃是德語so einQuark，意為胡扯、真無聊。倘若如此，足見命名者多么的幽默反諷了。

無論如何，最初預言的3種組成質子或中子的更基本單元分別被叫做了上夸克、下夸克和奇異夸克，是由蓋爾曼和另一位物理學家各自獨立發現的。而后在1974年和1977年，分別又有人預言并證實了粲夸克和底夸克的存在，直至1994年，最后一種頂夸克也得到了實驗的確認（去年諾貝爾物理學獎中的一半即與此有關）。至此，夸克家族的基本成員被定為6位。

這6個家伙的生活作風比較特別，喜歡抱團出現，也就是說，從一開始就沒有誰看到過自由活動的夸克。已知世界中，那些和強作用有關的粒子——無論它是實驗里撞出來還是高能宇宙射線里帶過來的，都統統要由若干個夸克組成。而且它們中的頂、底、奇、魅四位還特別不安穩，動不動就搞衰變，變成上、下兩位的樣子。

大家都知道，物理學家們都很牛，而且個個都有一副牛脾氣，所以，他們從最初就打定主意，不管如何，一定要看看單個兒的夸克長得什么樣，是不是和自己心目中的一致。

但是，在地球上找到單夸克幾乎是一件不可能的任務，必須將眼光放到遙遠浩瀚的宇宙中去。哈佛史密松天體物理中心的杰里米#8226;德雷克（Jeremy Drake）提出了一個“夸克星模型”，讓這件工作有了盼頭。2002年，美國國家航空局（NASA）公布了來自錢德勒X射線天文臺和哈勃望遠鏡的觀察數據，顯示有兩個不同尋常的天體，原被認為是中子星，卻在特性上有出入：第一顆名為RXJ1856的恒星位于南冕星座，距離地球約400光年，它的直徑只有7英里，為普通中子星的一半；第二顆名為3C58的恒星位于仙后座，距離地球約1萬光年，溫度比中子星的預期值低2倍。所以，德雷克提出，它們更有可能是中子星繼續演化而成的夸克星。

中子星是超新星爆發之后形成的密度極大的一種恒星。在超新星爆發過程中，若核心密度足夠大，便可頂住中心核的坍縮，維持在中子星狀態，若頂不住則可能變成黑洞。而第三種可能是，壓力不夠大到成為黑洞，就變成某種夸克星或者奇異星。這幾年來，不斷有研究聲稱發現了夸克星，但都只是基于種種蛛絲馬跡的猜測。

2006年9月18日，錢德勒X射線天文臺觀察到了創紀錄的超新星爆發——距離太陽系2.38億光年的2006gy，驚訝地發現其亮度比典型恒星爆發要亮上100倍，這意味著釋放出了非常巨大的能量，這些能量可以將中子星的外層以接近光速推進到空間，撞上了原超新星的殘骸，并劇烈地發光。加拿大卡爾加里大學的兩位天體物理學家認為，這個過程也具有形成夸克星的嫌疑。

而在數周前，香港大學的鄭廣生等人在著名的arxiv網站上發表文章，提出大麥哲倫星云的SN 1987A也應該被列入候選名單。根據理論模型，中子星誕生的過程被認為伴隨有單獨的中微子爆發。這個團隊聲稱，在檢驗兩個中微子探測器（位于日本的Kamiokande II和位于美國的Irvine-Michigan-Brookhaven）的數據時，發現SN 1987A曾有過兩次單獨爆發，而且中間有明顯間隔，他們認為第一次爆發是中子星形成，數秒后的第二次爆發則是它繼續坍塌變成夸克星的跡象。

夸克星存在的最大意義是，我們可以通過觀察它們了解大爆炸之后極短時間內發生的事情。在那個時期，宇宙處于一片高密度夸克物質所組成的海洋中，溫度高達萬億攝氏度。如果夸克星真的存在的話，則可能給人類探尋宇宙早期的秘密打開一扇新的窗口。