描绘了强子中如何保持平衡。来自夸克和胶子的压力（向外的紫色箭头）与来自痕量异常和西格玛项（向内的蓝色箭头）的压力相平衡。图片来源：王毕庚

量子色动力学（QCD）是研究原子核及其组成质子和中子内部力的理论框架。QCD研究的主要部分涉及夸克和胶子如何包含在核子（质子和中子）中。

从数学上讲，核子内部的力可以与重力进行比较。然而，被称为“痕量异常”的量子效应不遵循相同的模式，可能会在核子中变得突出。这些量子效应可能是核子内部向外压力与将它们结合在一起的力之间的平衡的原因。

最近的研究表明，可以使用谐波的生产来测量微量异常。这是托马斯·杰斐逊国家实验室和未来的电子离子对撞机生产的一种亚原子粒子。从理论上讲，研究人员还可以使用 QCD 来计算痕量异常。该研究发表在《物理快报B》杂志上。

将实验测量和痕量异常的理论计算相结合，将提供对强子内质量和压力分布的见解。这些是由夸克和胶子组成的粒子。

在强子和超导体中，粒子如何被限制在特定体积中可以用相同的数学框架来描述。这也类似于宇宙学常数或暗能量在描述宇宙膨胀和加速度的方程中关于能量和压力的作用。

最后，研究人员可以通过实验测量痕量异常，并计算晶格QCD中的异常。这为探测和理解量子色动力学的动力学提供了一种直接的方法。

这些例子说明了能量、压力和约束的概念如何在不同的物理系统中表现出来，从微观到宇宙尺度，提供了对物理学中各种现象的统一理解。

更多信息：Keh-Fei Liu， 强子， 超导体涡旋， 和宇宙学常数， Physics Letters B （2023）.DOI： 10.1016/j.physletb.2023.138418

期刊信息： Physics Letters B