Дибарионы — это субатомные частицы, состоящие из двух барионов. Их образование в результате барион-барионных взаимодействий играет фундаментальную роль в нуклеосинтезе Большого взрыва, в ядерных реакциях, в том числе в звездных средах, и обеспечивает связь между ядерной физикой, космологией и астрофизикой.
Интересно, что сильное взаимодействие , которое является ключом к существованию ядер и обеспечивает большую часть их масс, позволяет образовываться множеству других дибарионов с различными комбинациями кварков. Однако мы не наблюдаем их изобилия — дейтрон — единственный известный стабильный дибарион.
Чтобы разрешить эту кажущуюся дихотомию, необходимо исследовать дибарионы и барион-барионные взаимодействия на фундаментальном уровне сильных взаимодействий. В недавней публикации в Physical Review Letters физики из Института фундаментальных исследований Тата (TIFR) и Института математических наук (IMSc) предоставили веские доказательства существования глубоко связанного дибариона, полностью построенного из низших (прекрасных) кварков.
Используя вычислительные мощности Индийской инициативы по теории калибровочных решеток (ILGTI), профессор Нилмани Матур и аспирантка Дебсубхра Чакраборти с факультета теоретической физики TIFR и доктор М. Падманат из IMSc предсказали существование этой субатомной частицы. Предсказанный дибарион (D 6b ) состоит из двух барионов с тройным дном Омега (Ω bbb ), обладающих максимальным ароматом красоты.
Предсказывается, что его энергия связи в 40 раз больше, чем у дейтрона, и, следовательно, возможно, это дает ему право быть самым прочно связанным красивым дибарионом в нашей видимой Вселенной. Это открытие проливает свет на интригующие особенности сильных взаимодействий в барион-барионных взаимодействиях и ведет к дальнейшему систематическому изучению зависимости барион-барионных взаимодействий от массы кварка, что, возможно, может объяснить появление связей в ядрах.
Это также дает мотивацию для поиска таких более тяжелых экзотических субатомных частиц в экспериментах следующего поколения.
Поскольку сильное взаимодействие в области низких энергий сильно невозмущающе, пока нет аналитического решения из первых принципов для изучения структур и взаимодействий составных субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны и ядра, которые они образуют. Формулировка квантовой хромодинамики (КХД) на пространственно-временных решетках, основанная на сложном сочетании фундаментальной теории и высокопроизводительных вычислений , дает возможность для такого исследования.
Для этого требуется не только глубокое понимание вопросов квантовой теории поля, но и наличие крупномасштабных вычислительных ресурсов. На самом деле, некоторые из самых больших научных вычислительных ресурсов в мире используются теоретиками решетчатой калибровки, которые пытаются разгадать тайну сильных взаимодействий нашей Вселенной посредством своих исследований внутри фемтомира (в масштабе около одного миллиона миллиардная доля метра).
Расчеты решеточной КХД также могут сыграть решающую роль в понимании образования ядер при Большом взрыве, механизмов их реакций, помочь в поиске физики за пределами стандартной модели, а также в исследовании вещества в экстремальных условиях высокой температуры и плотности. подобно тем, что были на ранних стадиях развития Вселенной после Большого Взрыва.
