質子中膠子密度的模擬，顯示了膠子飽和的開始。第一張快照顯示了少量所謂的膠子熱點，它們攜帶著大約 1% 的質子動量。接下來的八張快照深入到質子動量的 0.0001%，其中有 70 多個熱點重疊，膠子重組的頻率與分裂的頻率一樣高。(圖片：A. Ridzikova)
在最新一期的《歐洲核子研究中心信使報》中，來自堪薩斯大學的丹尼爾·塔皮亞·高木發表了一項關于大型強子對撞機(LHC)實驗的研究描述。該研究聚焦于如何通過LHC中的超外圍碰撞或近距離碰撞來揭示膠子動力學，并可能觀察到膠子飽和現象。
眾所周知，原子由質子和中子以及圍繞其運動的電子組成，而電子的質量要輕數千倍于質子和中子。然而，質子和中子本身并非故事的全部。它們實際上是由三種稱為夸克的粒子組成，這些夸克僅比電子略重，但對質子和中子質量的貢獻卻不到1%。那么，質子和中子(乃至整個可見宇宙)另外99%的質量究竟來自何方呢?
答案揭曉——這一切歸功于“膠水”，更確切地說，是一種稱為膠子的粒子。這些膠子雖然自身沒有質量，但它們通過強大的相互作用力將夸克緊密地粘合在一起。而正是這些相互作用所蘊含的能量，根據愛因斯坦著名的質量方程E=mc²，為質子和中子提供了其余99%的質量。
盡管膠子在構成物質質量方面扮演著至關重要的角色，但關于膠子的動力學機制，科學界仍有許多未解之謎。其中，一個主要的實驗挑戰在于觀察膠子飽和的開始階段，即膠子分裂成膠子對與膠子復合(兩個膠子結合成一個)之間的微妙動態平衡。
為了深入探究這一現象，丹尼爾·塔皮亞·高木及其團隊利用大型強子對撞機進行了相關研究。他們發現，在高能光子介導的超外圍碰撞或近距離碰撞中，或許能夠捕捉到膠子動力學的關鍵信息，并有可能觀察到膠子飽和的初步跡象。這一發現為理解物質的基本構成及其相互作用機制開辟了新的途徑。
