膠子把質子轉了轉

質子自旋失蹤的問題看來有被解決的苗頭。理論計算的結果顯示，膠子─一種力的輸送粒子提供了質子大約一半的自旋。物理學家原本假設質子的本質自旋角動量(其值為普朗克常數的二分之一) 是將組成質子的三個夸克的自旋角動量加起來得到的，然而1980年代的實驗顯示夸克的自旋只能提供大約30％質子的自旋角動量。那麼剩下的自旋角動量應該就是由膠子而來的(膠子是將夸克及其他原子核物質束縛在一起的無質量質點)。

運用一個格點模型，就是假設夸克與膠子都是存放在一個三維的晶格上，χQCD團隊計算了膠子（自旋-1的質點）在質子內部排列的整齊程度。他們刊登在物理評論通訊(Physical Review Letters, DOI: 10.1103/ PhysRevLett.118.102001) 的結果說明了膠子對質子貢獻了大約50％的自旋，這個理論計算結果和最近的實驗結果大致吻合。那麼剩下的大約20％的自旋角動量被認為是源自夸克和膠子在質子裡繞行運動所產生的軌道角動量。(更多內容請見史提芬貝斯(Steven Bass) 在物理觀點(Viewpoint in Physics) 的文章"質子裡自旋的膠子”。)
 

感謝APS NEWS（美國物理學會）同意以中文形式翻譯刊登，原文：Gluons Give Protons a Spin (http://www.aps.org/publications/apsnews/)