在最近的一次实验中，夸克出乎意料地打破了对称性，这可能改变我们对物质及其凝聚力的基本理解。

密西西比州立大学的物理学教授迪潘卡尔·杜塔 (Dipangkar Dutta) 正在领导一项开创性实验，该实验正在重塑我们对宇宙的理解。其团队的研究结果最近发表在享有盛誉的期刊《物理快报 B》上，研究表明，物理学中“对称性”的概念并不总是像科学家们长期认为的那样表现。

对称性一直是物理学中的核心理念，帮助研究者解释自然在最小和最大尺度上的运作方式。这些新发现拓宽了我们的认知边界，并为能源、技术、医学等诸多领域的发展开辟了激动人心的新可能。

该实验在美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器设施进行。研究人员发现，构成质子和中子的微小粒子夸克，其行为有时令人惊讶。当受到高能电子的撞击时，夸克并不总是对称地分裂和重组，这一发现挑战了核物理学中长期存在的理论。

重新界定强相互作用力的边界

研究团队的高精度测量结果对现状提出了挑战，并为将亚原子粒子结合在一起的强相互作用力提供了新的见解。这些发现可能会影响未来实验对夸克行为和物质结构的解释。

“我们基于对称性做出的假设极大地简化了分析，”密歇根州立大学物理与天文系教师杜塔表示，“但直到现在，还没有人对其做过精确的定量检验。我们的新结果表明，对称性在什么情况下有效，又在什么情况下需要做出一定的修正。”

通过发现对称性破缺现象，杜塔（Dutta）及其合作者正在帮助完善物理学家研究亚原子行为所使用的理论工具。他们的工作也为未来对其他更微妙的对称性的研究奠定了基础，可能会更多地揭示质子和中子（构成每个原子核的粒子）的内部运作机制。

参考文献：“带电荷π介子碎裂函数的味依赖性”，作者：H. Bhatt、P. Bosted、S. Jia、W. Armstrong、D. Dutta、R. Ent、D. Gaskell、E. Kinney、H. Mkrtchyan、S. Ali、R. Ambrose、D. Androić、C. Ayerbe Gayoso、A. Bandari、V. Berdnikov、D. Bhetuwal、D. Biswas、M. Boer、E. Brash、A. Camsonne 和 X. Zheng，发表于2025年4月17日，《物理学快报B》。DOI: 10.1016/j.physletb.2025.139485

资助方：美国能源部、美国国家科学基金会、加拿大自然科学与工程研究理事会

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