宇宙中可能隐藏着奇异粒子的“夸克铵谱”。为什么我们找不到他们？
质子和中子并不是强大的力量唯一能制造的东西，但我们并不真正理解其他更复杂和更奇怪的排列。更重要的是，甚至我们的观察和实验本身也是粗略的。但是物理学家正试图拼凑出对这种基本自然力的见解。
相关:物理学中最大的未解之谜
要把这种强大的力描述得强大而复杂，最好是和更著名的类似电磁力进行比较。有了电磁力，事情变得简单、容易、直接；以至于19世纪的科学家基本都能搞清楚。在电磁力的作用下，任何粒子只要具有电荷的性质，都可以加入。如果你有这个电荷，你会感受到电磁力并对其做出反应。各种粒子都是带电的，就像你花园里的各种电子
另一种粒子，光子，负责将电磁力从一个带电粒子转移到另一个带电粒子。光子本身没有电荷，也没有质量。它以光速行进，在宇宙中来回摆动，使电磁现象发生。
充电。电磁力的单一载体。简单直接。
相反，六个粒子受到强大的核力。作为一个整体，它们被称为夸克，有着足够奇怪的名字，比如上，下，上，下，奇怪，迷人。为了感受和回应强大的核力，这些夸克有自己的电荷。不是电荷(虽然他们也有电荷，也能感受到电磁力)，但是因为种种原因，事情变得非常混乱。物理学家把这种与强核力有关的特殊电荷称为色电荷。
夸克可以有三种颜色，叫做红、绿、蓝。为了澄清，它们不是真正的颜色，但我们将这种奇怪的、类似电荷的属性命名为。
所以夸克感觉很强大，但是它们被很多其他粒子携带着——准确的说是八个。他们被称为胶子，他们做得非常好…等等…把夸克粘在一起。胶子碰巧也有能力和愿望携带自己的颜色电荷。他们有质量。
6个夸克，8个胶子。夸克可以改变颜色电荷，胶子也可以，为什么不呢？
所有这些意味着强大的核力比它的电磁表亲要复杂得多。
异常强大。好吧，我撒谎了。物理学家将夸克和胶子的这种性质称为“有色电荷”，不仅仅是因为他们喜欢它，还因为它可以作为一个有用的类比。胶子和夸克可以结合形成更大的粒子，只要所有颜色加起来都是白色，就像红、蓝、绿光加起来都是白色一样。最常见的组合是红、绿、蓝三种夸克。但是这里的类比有点棘手，因为每个夸克在任何时候都可以被赋予任何颜色；获得正确数量的夸克是很重要的。所以你可以有一个由三个夸克组成的团队来制造熟悉的吨和中子。你也可以把一个夸克和它的反夸克结合在一起，在那里颜色自我抵消(比如绿色对和反绿色对，不，我不只是在继续的时候这么做)来制造一个叫做介子的粒子。
但这并没有结束。
理论上，夸克和胶子的任何组合都是白色的，这在技术上是允许的。
例如，两个介子——每个里面都有两个夸克——可能结合起来形成一种叫做四夸克的东西。在某些情况下，你可以在混合物中加入第五个夸克，仍然可以平衡所有的颜色，这就是所谓的(你猜到了)五夸克。
四个夸克甚至不需要在技术上结合在一个粒子中。它们可以简单地存在于彼此附近，产生所谓的氢化分子。“kdspe”和“kdsps”以及这有多疯狂:胶子本身甚至不需要夸克来制造粒子。宇宙中可能存在胶子，相对稳定。它们被称为橡皮球。强核力允许的所有可能束缚态的范围叫做夸克铵谱，这不是科幻电视编剧发明的名字。夸克和胶子有各种疯狂的势组合。“kdspe”和“kdsps”，他们是这样的吗？
夸克彩虹，也许，
物理学家几十年来一直在进行强核力实验，比如巴伯实验和大型强子对撞机上的一些实验。多年来，他们逐渐积累了更高的能级，以探索越来越深的夸克铵光谱(是的，你确实得到了我的许可，可以在任何句子或随意的对话中使用这个短语，这很棒)。在这些实验中，物理学家发现了许多奇怪的夸克和胶子。实验者给它们取了一些奇怪的名字，比如“C2·C2(3930)”。奇异势粒子“kdspe”和“kdsps”只是快速存在，但在很多情况下确实存在。但是物理学家很难把这些短命粒子和我们认为应该存在的理论联系起来，比如四夸克、胶球。“KDSP”和“KDSP”的问题是数学很难。与电磁力不同，强核力是很难做出可靠预测的。这不仅是因为夸克和胶子之间复杂的相互作用。在非常高的能量下，强大的核力的强度实际上开始减弱，这简化了数学。但在更低的能量下，就像夸克和胶子结合形成稳定粒子所需的能量一样，强核力其实是非常强大的。这种强度的增加使得数学计算更加困难。
理论物理学家提出了一系列技术来解决这个问题，但这些技术要么不完整，要么效率低下。虽然我们知道这些夸克家族的光谱中存在一些奇怪的态，但是很难预测它们的性质和实验特征。“KDSP”和“KDSP”仍然是，物理学家们正在努力工作，一如既往。慢慢地，随着时间的推移，我们正在积累对撞机中产生的奇怪粒子的集合，并对理论夸克状态应该是什么样子做出越来越好的预测。火柴慢慢地聚集在一起，让我们对宇宙中这种奇怪但基本的力有了更完整的了解。
保罗·m·萨特(Paul m Sartre)是俄亥俄州立大学的天体物理学家，著有《问一个宇航员和太空无线电》和《你在宇宙中的位置》，也是《18量子粒子》的作者。
让我们在“科学的活的怪异物理”中打开眼界:为什么粒子会有味道？|生活科学奇怪的夸克和介子，天啊！自然界最小的粒子首次发表在《生命科学》杂志上。