2.49 环形胶球

目录 ／ 附录-3.《第2季：微观粒子》短视频草稿 (V5.2)

如果把那根把夸克拴在一起的“强相互作用的绳子”单独拎出来，不拴在任何夸克身上，自己头尾接起来绕成一个小圈，它本身就算一颗粒子，这个想法会不会直接颠覆你对“力”和“物质”的区分？在能量丝理论里，正是这样预言了一种候选结构：环形胶球，你可以把它当成“只由强力本身打结成的一枚小环”，像一根原本用来拉住别人的绳子，干脆自己打了个结，变成宇宙里一粒孤立的小结点。先给自己一个画面感，把质子和中子想象成三个人用橡皮筋互相拴住的组合，三个人就是夸克，那几根用来拴人的橡皮筋，就是色力绳，平时它们的工作很朴素，只是从这个人拉到那个人，把大家捆在一起不散架；环形胶球做的事情，是把那根橡皮筋的两个绳头从人手腕上解开，对接起来绕成一个闭合圈，从此不再服侍任何“乘客”，整颗粒子只剩下那圈被勒得很紧的绳圈。你可以再换一个比喻，把真空想象成一张巨大的弹性桌布，夸克就像桌布上钉着的几颗纽扣，强相互作用就是从一颗纽扣牵到另一颗的紧绷橡皮筋，正常情况下一根根筋都是从纽扣到纽扣，环形胶球则像有人偷偷把一根筋从两个纽扣上摘下来，在桌布某一块地方打了一个闭合小圈，结果是那一小撮布被勒得比周围更紧，像多出一个小小的硬疙瘩，从布外面看不到任何“纽扣”的影子，只能感觉到那里格外抗拒被拉平。这样的结构从外表看起来非常低调，它不带电，不带味道，没有我们熟悉的电荷标签和“夸克口味”，你拿一个电场或者磁场去试探，它大多装作听不见，只在很短的距离上表现出一团极硬、极不情愿被拉开或者压扁的强作用场，像一团怎么戳都弹回来的“真空钢筋”，再远一点，这团硬度只会被宇宙读成一个很浅很小的引力盆，好像蹦床某个点下面多塞了一枚硬币，只有在你真的把小球滚到那附近时，才会察觉到它似乎多沉了一点。为什么这种东西有可能活一阵子而不是立刻散掉？直觉上，是因为这根绳子已经没有可以“收回去”的对象，普通的强力场线一旦被拉得太长，要么把两个夸克越拴越紧，要么干脆选择“拉断重接”，从真空里再拽出一对新的夸克和反夸克，好像绳子嫌太累，宁可自己劈成两根去找新伙伴；而环形胶球已经把绳头焊死成一个闭合圈，没有任何松动的端点可以缩回谁的身上，它要想彻底消失，就得整圈一起解体，像一个被打成死结的铁丝圈，要拆掉就得连铁丝都重新拉直，这个门槛明显比普通涨落高得多，只要周围宇宙别太暴躁，它就能像一粒“强相互作用的孤立漩涡”那样，在真空里悄悄转很久。那这样的强力小环最有可能在哪些地方被搅出来？你可以想象重离子对撞机里那一瞬间造出的“微型夸克汤”，就像在极小的体积里把桌布搓成了一团，所有色力绳被拉扯得乱七八糟，时而绷直，时而纠缠，再比如超新星爆炸或中子星并合时最疯狂的那几层壳，原子核被撕碎又重新糊在一起，色力绳像一大把橡皮筋被人双手来回拧，在这些地方，有些绳子老老实实去拴新的夸克，组成普通强子，有些则可能短暂被扯成闭合的小圈，在混乱中绕出完整一圈，再被剧烈环境一把丢出“搅拌机”，等外面冷静下来，宇宙温度下降，它们就以环形胶球的身份继续存在下去。早期宇宙刚从极热阶段冷却下来的那几拍，也很适合想象成一口刚关火的高压锅，锅里满是翻滚的“色力面条”，大部分面条最后规矩地缠成正常的面团，还有极少数被挤成自顾自打圈的小团，被冷却过程冻住，它们也有可能就是这种强相互作用的孤立结点。对于今天的人类来说，想要直接“看到”一枚环形胶球几乎不现实，你不会在显微镜下看到一圈发光的小环，它真正可能露馅的地方，更像是高能实验谱线和衰变模式里的细枝末节，比如某些强子家族的质量位置，总是和只考虑夸克的模型对不上，要么重了一点，要么轻了一点，却恰好可以用“内部还套着一枚强力小环”来补齐差额；又或者在重离子对撞和高能宇宙线事件里，出现了一类寿命和能量组合都很奇怪的事件簇，不像任何已知粒子，却偏偏喜欢在“强作用力最吵的环境边上”出没，这时候，人类就不得不认真考虑，是不是有一类完全由力本身组成的粒子在暗中参与了战局。你可以先用一句简单的话把它记住，环形胶球就是那根本来用来拴夸克的强力绳，干脆自己打了个结，变成一枚不靠任何乘客就能存在的小环结构，它到底只是想象中的图画，还是宇宙真的为它留了一个座位，最后都得交给实验和观测来裁决。如果强相互作用的绳子可以自成粒子，那下一步就很自然会问，光和相位这些更柔软的振动花纹能不能也自己打结，绕成一枚只靠“节拍本身”锁死的小结，这就是接下来要登场的新角色。下集预告《相位结子》，点个关注，转发出去，我们用系列新物理科普带你看清整个宇宙。