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简介： 近来被发现的D星六夸克被认为是暗物质组成粒子的候选粒子 。 六夸克是一种特殊的物质第五态 ， 通常形成于低密度玻色子粒子冷却到绝对零度之时 。 科学家猜测它们随宇宙冷却和膨胀聚集 ， 有望成为一种新的暗物质侯选体 。
自20世纪60年代以来 ， 天文学理论认为宇宙中所有可见物质（也称作重子或发光物质）只不过占宇宙所有物质的极小部分 。 为了让经受了长时间考验成为主流的引力理论（广义相对论）在宇宙大尺度下依然成立 ， 科学家们不得不假设宇宙中大约85%的质量来自“暗物质” 。
经过数十年的研究 ， 科学家们尚未找到直接的证据证明暗物质的存在 ， 它的起源及构成更加不为人知 。 不过 ， 最近有一个英国约克大学的物理学家团队提出了一种新的候选粒子 ， 这种粒子被称为D-星六夸克 ， 它可能在宇宙大爆炸期间形成了“暗物质” 。
该团队由约克大学物理系的米哈伊尔·巴什卡诺夫博士（Dr. Mikhail Bashkanov）和丹尼尔·沃茨教授（Professor Daniel Watts）带领 。 最近他们在《物理学杂志G:核物理和粒子物理》上发表了一项研究报告 ， 报告称这两位物理学家计算出D-星六夸克的各种属性 ， 它们可能是暗物质的候选粒子 。
暗物质通过引力与可见物质（如恒星和行星）间相互作用 ， 让科学家证实了它的存在 。 资料来源:约克大学
六夸克是一种玻色-爱因斯坦凝聚态的粒子 ， 处于一种特殊的“物质的第五态” ， 即低密度的玻色子被冷却到接近绝对零度时会形成的一种状态 。 通常情况下 ， 夸克以3个为一组形成质子和中子 ， 进而形成各种物质 。 D-星内的6个夸克则形成一个玻色子粒子 ， 这意味着当存在多个D-星的时候 ， 夸克会以完全不同的方式组合在一起产生不同于质子和中子的物质 。
多年来 ， D-星六夸克只在理论上存在 。 直到2011年 ， 实验结果显示可能探测到了这种粒子（该实验的结果于2014年公布） 。 实验中 ， 科学家在2380兆伏能级下探测到D-星六夸克 ， 这个过程只持续了几分之一秒 。 约克大学的研究小组认为 ， 实验中出现的情况和宇宙大爆炸后不久的情况很相似 。
于是他们大胆地推测 ， 随着大爆炸后宇宙冷却并膨胀 ， 许多D-星六夸克粒子组合在一起形成了“物质的第五态” 。 正如沃茨教授（Prof. Watts）在约克大学最近的一场新闻发布中所说：
“宇宙中暗物质的起源是科学界最大的谜题之一 ， 至今仍是一片空白 。 我们的第一次计算表明 ， D-星凝聚物是一种可行的暗物质候选粒子 ， 它值得我们进行更深入细致的研究 。 这一发现非常振奋人心 ， 因为它不需要依赖任何新的物理学概念 。 ”
艺术形式表现的两个重子 ， 每个重子由三个夸克组成 ， 合并后形成一个六夸克 。 资料来源:爱丁堡大学
从本质上讲 ， 他们的研究结果显示了在大爆炸后的最初时刻 ， 随着宇宙的缓慢冷却 ， 重子物质生成的同时也形成了稳定的D-星六夸克 。 研究结果还显示 ， 这种粒子的生成速度非常快 ， 快到足以生成占宇宙总质量85%的暗物质 。
该研究小组正计划与德国和美国的科学家合作以验证他们的理论 ， 并在宇宙中寻找D-星六夸克 。 对于D-星六夸克可能具有的天文学特征 ， 他们已经心中有数并已展示在报告中了 。 此外 ， 他们还希望能在实验室里生成这种亚原子粒子 ， 看看它们的行为是否如预测的那样 。 所有这些都将是他们下一步研究的主题 。
“当我们能够生成这种新的暗物质候选体之后 ， 接下来的研究将是进一步了解D-星之间如何相互作用——它们何时相互吸引 ， 何时相互排斥 。 ”巴什卡诺夫博士（Dr. Bashkanov）指出 ， “我们正在研究在原子核内部产生D-星 ， 看看它们的性质是否与在自由空间时不同 。 ”
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