布鲁克海文国家实验室RHIC加速器上的STAR合作组物理学家公布了数据，这些数据对传统质子结构模型提出了质疑。根据《科学》杂志发表的新成果，作为决定物质稳定性的基本性质，重子数不仅可能由三个价夸克携带，也可能由连接它们的Y形胶子构型传递。
传统观点认为，质子内部的每个夸克都携带三分之一的重子数。然而，RHIC上进行的核碰撞分析表明，这种简化模型无法解释观测到的重子过剩现象，即大量重子垂直于束流方向喷射而出。
研究人员将重子数的分布与相同事件中电荷的重新分布进行了比较。结果发现，产生的重子数量大约是仅根据停止的夸克所预期数量的两倍。这种不一致性表明存在额外的重子数传递机制。
科学家们将其与“重子连接”相关联，这是一种由胶子组成的结构，最早于20世纪70年代提出。1996年，德米特里·哈尔泽夫（Dmitry Kharzeev）曾推测，正是这种Y形构型而非夸克本身，可能负责重子数的守恒。STAR合作组的新数据证实了这一假设。
在高能碰撞中，胶子连接相比价夸克更容易被阻止。一旦停止，它会从真空中“拉出”三个新的夸克，形成一个新的重子，而原始的夸克则继续沿束流方向运动。这种机制能更好地解释探测器中部区域出现的重子过剩。
重子数的守恒是质子在远超宇宙年龄的时间尺度内保持稳定的原因之一。它也与宇宙中物质和反物质的不对称性相关。如果胶子确实在此过程中扮演着关键角色，那么将质子视为仅由三个夸克组成的简单粒子的传统观念，便需要重新审视。
“我们的研究结果挑战了长期以来关于重子数仅由三个夸克简单共享的既定观念，”布鲁克海文的物理学家马荣荣（Rongrong Ma）指出。这一发现将如何影响量子色动力学模型以及我们对早期宇宙的理解，有待进一步研究来揭示。
