深入了解什么是物理学中的强力( 二 ) _强力

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除了基本强相互作用之外，还有一种称为残余强力或核力的相互作用。这种力是由于胶子在空间中形成了一种类似于橡皮筋或绳索的结构而产生的。当两个夸克被拉开时，这种结构会变得越来越紧张，并试图将它们拉回来。如果给予足够大的能量来打断这种结构，那么就会产生新的夸克-反夸克对，并形成新的零色粒子。
残余强力不仅将一个强子内部的夸克结合在一起，而且还将不同的强子结合在一起形成原子核。例如，在氢原子核中只有一个质子；而在氦原子核中有两个质子结合在一起形成原子核。例如，在氢原子核中只有一个质子；而在氦原子核中有两个质子和两个中子。这些质子和中子之间的残余强力可以克服它们之间的电磁排斥力，使它们保持在一起。
残余强力的强度随着距离的增加而迅速减小。当两个强子相距约1飞米（10^-15米）时，残余强力达到最大值，相当于1000万吨重的力。当两个强子相距约2飞米时，残余强力减小到零。这就是为什么原子核的大小通常不超过10飞米的原因。
强力的挑战

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尽管标准模型已经成功地解释了许多粒子物理学的实验结果，但它仍然有一些局限性和不足之处。例如，它不能解释引力、暗物质和暗能量等现象。它也不能预测所有粒子的质量和寿命。它还有一些内部矛盾和不自洽之处。因此，物理学家们一直在寻找超出标准模型范围的新物理现象，以修正或取代它。
2023年8月，一项新的发现让强力受到了质疑。通过用一束含有9个质子的氟-29同位素轰击一种氧同位素，物理学家终于创造出了氧-28——这是一种预计非常稳定的稀有氧同位素。唯一的问题是，它并不稳定。氧-28在一皮秒内衰变，或者说是一秒的十万亿分之一。这让物理学家们感到困惑，也让标准模型受到了怀疑。

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根据标准模型，如果原子核中的壳层被某些特定数量的质子和中子填满，那么粒子应该是稳定的，这些特定数量被称为“魔数” 。氧-28包含20个中子和8个质子，这两者都是魔数，表明该分子应该是非常稳定或“双魔”的。但事实并非如此。
这项发现表明，目前的魔数列表可能没有完全说明分子是否稳定。在另一种情况下，科学家们在2009年显示了一种氧-24同位素表现得好像它是双魔一样，即使它没有质子和中子的魔数。
这些异常现象可能意味着强力比我们认为的更复杂，或者存在着我们还不知道的新粒子或新相互作用。“这可能是一个突破性的发现。”加拿大圣玛丽大学的物理学家Rituparna Kanungo说，“它提出了一个非常非常大的基本问题，关于自然界最强的相互作用，即核强力。”