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寻找夸克星

夸克星存在的最大意义是，我们可以通过观察它们了解大爆炸之后极短时间内发生的事情。如果夸克星真的存在，则可能给人类探寻宇宙早期的秘密打开一扇新的窗口

“夸克”（quark）一词的出现，本就是粒子物理界一段佳话。

上世纪60年代早期，美国人默里•盖尔曼（Murray Gell-Mann）在研究质子分裂中发现，质子和中子只能是由更小的3个粒子组成，否则无法遵循简单的守恒。这些粒子先被命名为“k-works”，后又缩写为“kworks”。1963年3月的一天，盖尔曼突然在詹姆斯•乔伊斯的《芬尼根的守灵》中读到了一句话“Three quarks for Muster Mark！”觉得这个3用得恰到好处，正好符合自己对新粒子数的预期，而且quarks的发音和kworks相似，就索性从乔大师那里把这个词借过来用了。但以上也许只是说法之一，也有猜测认为，quarks的另一个来源乃是德语so einQuark，意为胡扯、真无聊。倘若如此，足见命名者多么的幽默反讽了。

无论如何，最初预言的3种组成质子或中子的更基本单元分别被叫做了上夸克、下夸克和奇异夸克，是由盖尔曼和另一位物理学家各自独立发现的。而后在1974年和1977年，分别又有人预言并证实了粲夸克和底夸克的存在，直至1994年，最后一种顶夸克也得到了实验的确认（去年诺贝尔物理学奖中的一半即与此有关）。至此，夸克家族的基本成员被定为6位。

这6个家伙的生活作风比较特别，喜欢抱团出现，也就是说，从一开始就没有谁看到过自由活动的夸克。已知世界中，那些和强作用有关的粒子——无论它是实验里撞出来还是高能宇宙射线里带过来的，都统統要由若干个夸克组成。而且它们中的顶、底、奇、魅四位还特别不安稳，动不动就搞衰变，变成上、下两位的样子。

大家都知道，物理学家们都很牛，而且个个都有一副牛脾气，所以，他们从最初就打定主意，不管如何，一定要看看单个儿的夸克长得什么样，是不是和自己心目中的一致。

但是，在地球上找到单夸克几乎是一件不可能的任务，必须将眼光放到遥远浩瀚的宇宙中去。哈佛史密松天体物理中心的杰里米•德雷克（Jeremy Drake）提出了一个“夸克星模型”，让这件工作有了盼头。2002年，美国国家航空局（NASA）公布了来自钱德勒X射线天文台和哈勃望远镜的观察数据，显示有两个不同寻常的天体，原被认为是中子星，却在特性上有出入：第一颗名为RXJ1856的恒星位于南冕星座，距离地球约400光年，它的直径只有7英里，为普通中子星的一半；第二颗名为3C58的恒星位于仙后座，距离地球约1万光年，温度比中子星的预期值低2倍。所以，德雷克提出，它们更有可能是中子星继续演化而成的夸克星。

中子星是超新星爆发之后形成的密度极大的一种恒星。在超新星爆发过程中，若核心密度足够大，便可顶住中心核的坍缩，维持在中子星状态，若顶不住则可能变成黑洞。而第三种可能是，压力不够大到成为黑洞，就变成某种夸克星或者奇异星。这几年来，不断有研究声称发现了夸克星，但都只是基于种种蛛丝马迹的猜测。

2006年9月18日，钱德勒X射线天文台观察到了创纪录的超新星爆发——距离太阳系2.38亿光年的2006gy，惊讶地发现其亮度比典型恒星爆发要亮上100倍，这意味着释放出了非常巨大的能量，这些能量可以将中子星的外层以接近光速推进到空间，撞上了原超新星的残骸，并剧烈地发光。加拿大卡尔加里大学的两位天体物理学家认为，这个过程也具有形成夸克星的嫌疑。

而在数周前，香港大学的郑广生等人在著名的arxiv网站上发表文章，提出大麦哲伦星云的SN 1987A也应该被列入候选名单。根据理论模型，中子星诞生的过程被认为伴随有单独的中微子爆发。这个团队声称，在检验两个中微子探测器（位于日本的Kamiokande II和位于美国的Irvine-Michigan-Brookhaven）的数据时，发现SN 1987A曾有过两次单独爆发，而且中间有明显间隔，他们认为第一次爆发是中子星形成，数秒后的第二次爆发则是它继续坍塌变成夸克星的迹象。

夸克星存在的最大意义是，我们可以通过观察它们了解大爆炸之后极短时间内发生的事情。在那个时期，宇宙处于一片高密度夸克物质所组成的海洋中，温度高达万亿摄氏度。如果夸克星真的存在的话，则可能给人类探寻宇宙早期的秘密打开一扇新的窗口。