日本理化學研究所（RIKEN）研究人員預測存在一種由六個基本粒子組成的奇特粒子，稱為夸克，這可以加深我們對夸克如何結合形成原子核的理解。
夸克是物質的基本構成部分。原子核由質子和中子組成，而質子和中子又分別由三個夸克組成。由三個夸克組成的粒子被統稱為重子。
長期以來，科學家們一直在思考是否存在包含兩個重子的系統，這些重子被稱為雙重子。自然界中只存在一個雙重子——氘核，一個由質子和中子組成的氫核，彼此之間的結合非常輕微。其他雙重子已在核物理實驗中被捕捉到，但它們的存在非常短暫。
“雖然氘核是唯一已知的穩定雙重子，但可能存在更多的雙重子，”理化學研究所跨學科理論和數學科學項目的杉浦拓哉說。“重要的是研究哪些重子對形成雙重子，哪些不形成，因為這為了解夸克如何形成物質提供了寶貴的見解。”
量子色動力學是一個非常成功的理論，它描述了夸克如何相互作用。但是重子中夸克之間發生的強耦合使量子色動力學計算變得復雜。當考慮重子的束縛態(例如雙重子)時，計算變得更加復雜。
現在，通過計算兩個重子之間的作用力，每個重子都包含三個粲夸克(六種夸克之一)，杉浦和他的同事預測了一種雙重子的存在，他們稱之為雙粲歐米伽charm di-Omega。
對于這項計算，該團隊通過大規模數值計算解決了量子色動力學問題。由于計算涉及大量變量，他們使用了兩臺功能強大的超級計算機：K 計算機和 HOKUSAI 超級計算機。“我們非常幸運能夠使用超級計算機，這大大降低了執行計算的成本和時間，”杉浦說。“但我們還是花了好幾年的時間才預測到雙粲歐米伽的存在。”
盡管計算很復雜，雙粲歐米伽是研究重子之間相互作用的最簡單的系統。杉浦和他的團隊現在正在使用超級計算機 Fugaku 研究其他粲強子。“我們對包含粲夸克的其他粒子之間的相互作用特別感興趣，”杉浦說。“我們希望解開夸克如何結合形成粒子以及什么樣的粒子能夠存在的奧秘。”
該研究發表在《物理評論快報》上。
