這是一個不可否認的科學事實，暗物質是一定存在於宇宙，才能解釋我們對宇宙的全套觀測。儘管我們對它瞭解很多，但是，我們還沒有確定到底是什麼粒子組成了它。我們做過的每一個直接檢測實驗都空手而歸。儘管已經提出了大量的暗物質候選粒子，但沒有有力的證據支援其中任何一個。本月有一個新的想法將波作為暗物質候選：一種被稱為d*六夸克的特殊粒子。這是一個可行的暗物質候選者嗎？

圖注：六夸克是由六個夸克組成的粒子。 與氘核這樣的質子和中子束縛在一起的粒子不同，它有可能具有一種特殊的“重子”態，其半徑甚至小於單個質子的半徑。

這是個別出心裁的主意，但肯定是錯的，理由如下文：

圖注：氦原子一種氦原子，其原子核大小接近。原子有一個由兩種不同粒子組成的原子核，這一發現令許多人感到驚訝，但卻為我們現代理解核物理鋪平了道路。

當我們第一次探測原子核時，我們開始注意到一些當時看起來很奇怪的性質。以下是一些有趣的事實。

所有原子核都由兩種粒子組成：質子和中子。

中子比質子稍重：約重0.1%。

自由質子永遠穩定。

自由中子不穩定，半衰期約為15分鐘。

如果把質子和中子結合在一起，新原子核的總質量小於單個質子和中子的質量。

如果把它們結合在一起，一些原子核是穩定的，而另一些則會衰變。

衰變（稱為β衰變）的一種可能性是核中的一箇中子衰變，轉化為質子、電子和反電子中微子。

圖注：大質量原子核β衰變的示意圖。β衰變是透過弱相互作用進行的衰變，它將中子轉化為質子、電子和反電子中微子。在中微子被發現之前，β衰變中的能量和動量似乎都不守恆。

有一個很有價值現象很快被發現：有些粒子（比如中子）在不與任何其他粒子結合時是不穩定的，它們會突然在結合狀態下變得穩定。遊離中子可能不是穩定的，但據我們所知，從氦到鐵再結合到鉛中的原子核中的中子將在無限長的時間內保持穩定。

這種穩定的原因？ 它是結合能（在這種情況下，每個核子）與衰變成其父粒子（中子）和子粒子（質子，電子和反電子中微子）之間的質量/能量差的乘積。如果系統束縛得足夠緊密，那麼即使是完全由不穩定粒子組成的集合也可能是穩定的。典型的例子是中子星，即使物體的內部90％完全由中子組成，但這些粒子的引力和核鍵合使整個系統穩定。

圖注：來自具有極強磁場的中子星磁星的最高能量噴發，可能是觀測到的一些最高能量宇宙射線粒子的原因。像這樣的中子星可能是我們太陽質量的兩倍，但壓縮成一個與毛伊島相當的體積。這樣一個物體的內部90%可以被視為完全由中子組成的單個原子核。

一旦我們瞭解了什麼是結合能以及它是如何工作的，便提出了一個絕妙的主意，以解釋開始從粒子對撞機產生的粒子的“動物園”。 除了質子和中子，還發現了一個更重的，不穩定的版本，即Lambda粒子（Λ°）；還有許多其他粒子：3種介子、4種K介子和phi介子等。

1956年，在人們想到夸克之前的幾年，坂田昭一有一個絕妙的想法：也許所有這些新粒子都是我們所知道的三個“基本”粒子的簡單組合：

質子，

中子，

以及Λ°。

儘管許多複合粒子（如π介子）甚至比單個質子、中子或Λ°粒子還要輕，也許結合能可以解釋這一點。坂田模型儘管很出色，但卻被證明夸克和膠子真實性的深層非彈性散射實驗所排除。

圖注：當你將任何兩個粒子碰撞在一起時，你會探測碰撞粒子的內部結構。如果其中一個不是基本粒子，而是一個複合粒子，這些實驗可以揭示其內部結構。在這裡，我們設計了一個測量暗物質/核子散射訊號的實驗；深度非彈性散射實驗一直持續到今天。

然而，這個想法仍然存在：不穩定的複合粒子，如果在合適的條件下結合在一起，可能變得穩定。既然我們知道夸克（和反夸克）的存在，這就提出了一種新的理論可能性，即不僅像質子這樣的粒子是穩定的，而且還有其他的組合。畢竟，我們現在發現瞭如下粒子：

重子（如質子、中子和Λ°，每個由3夸克組成），

反重子（由3個反重子構成），

介子（由夸克-反夸克組合而成），

四夸克（由兩個夸克和兩個反夸克組成），

五夸克（由四夸克和一個反夸克組成），

甚至六夸克（由六夸克組成）。

2014年，一種特別有趣的d*六夸克被發現，由三個上下夸克（就像氘核一樣）組成，但質量更重。

圖注：四夸克、五夸克和六夸克（二重離子）態都已被觀測到，它們是由夸克和反夸克的非常規組合而成，而不是簡單的重子和介子。

以前發現的各種粒子都與此類似。例如，rho介子的質量約為775MeVv/(c ^2)，大約10^(-23)秒後衰變為π介子（具有相同的夸克反夸克成分，但質量不到20%）。德爾塔重子都是完全由上下夸克組成，但質量為1232MeV/(c ^2)：比質子和中子重約300MeV/(c ^2)，大約10^(-23)秒後衰變為質子和中子。

現在，標準氘核是質子和中子結合在一起，總質量為1875.6MeV/(c ^2)：4.4MeV/(c ^2)，分別比中子和質子輕。但是d*六夸克是氘核的激發態，它的質量是2380 MeV/(c ^2)。它的一生？和其他粒子差不多：10^(-23)秒。過了很長一段時間，它透過強烈的核相互作用衰變為一個普通的氘核和兩個π介子。

圖注：d*粒子中夸克的不同可能構型（頂部）及其衰變。注意，中間的情況，顯示為衰變為兩個δ粒子，與衰變為一個氘（一個質子和一箇中子）以及兩個π介子（中性或一正一負）的狀態相同。

到目前為止，還不錯。這只是標準的核物理和粒子物理，沒有什麼意外。與中子等粒子相比，暗物質至少要穩定數千億年，因此它絕對不能在d*粒子衰變的典型時間尺度上衰變。然而，如果我們在早期宇宙中製造出足夠多的d*粒子，它們可能以足夠多的數量結合在一起，形成一種類似於微型中子星的物質狀態：在那裡d*粒子之間的結合能阻止它衰變。

這就是巴什卡諾夫(M.Bashkanov)和D.P.瓦特(D.P.Watts)的一篇新論文《光夸克暗物質的新可能性》背後的想法。它們結合了一些有趣的認識：

六夸克的束縛態是玻色子，而不是費米子，

d*粒子的物理尺寸應該很小，甚至比質子還要小，

在早期宇宙的稠密狀態下，特別是在其他猜想正確的情況下，大量的d*粒子不僅會被創造出來，而且會在同一位置凝聚在一起形成玻色-愛因斯坦凝聚態。

圖注：d*（2380）以玻色-愛因斯坦凝聚體的形式產生的初始量，被計算為每重子結合能（y軸）的函式，以及這些粒子必須從與更大宇宙的相互作用中分離的溫度。只有狹窄的紅角才能給出我們所觀察到的暗物質比率。

如果所有這些事情都發生了，如果結合能足夠大（平均需要約為每個d*的總剩餘質量的10%），就能量而言，它將禁止d*的標準衰變，就像在正常氘核中禁止中子（β）衰變一樣。這是一個聰明的想法，如果能創造出合適的條件，它可能會在重離子對撞機上進行測試。

但是，即使作者所說的一切都是真的——即使夸克和反夸克以某種方式被分離，並且當宇宙在大爆炸後大約1微秒大的時候形成了大量的d*粒子——這些d*粒子不太可能存活，有一個主要原因：宇宙在這些早期階段是由輻射控制的。有足夠快的運動粒子，有足夠的動能不斷地與這些d*粒子碰撞，當它們碰撞時，這些碰撞會立即將它們炸開。

圖注：在早期宇宙中，自由質子和自由中子很容易形成氘。但是，當能量足夠高時，光子會出現並將這些氘炸開，使它們分離成單個的質子和中子。對於一個普通的申命記，這將發生在宇宙大約3-4分鐘之前。對於一個d*粒子，當宇宙是微秒到毫秒的時候，這就完成了。

這是對早期宇宙中所有複合粒子的挑戰。這就是為什麼在宇宙大約3分鐘之前沒有（正常的）氘：因為輻射會在瞬間將任何氘粒子炸開。這就是為什麼中性原子在宇宙大約38萬年前不能形成的原因：如果它們以前形成的話，輻射會把它們炸開。對於一個在宇宙微秒前形成的d*粒子來說，同樣的問題也會出現，但沒有解決辦法：輻射會把它們全部炸開，即使它們已經形成玻色-愛因斯坦凝聚體，因為有太多的光子和中微子超過了臨界能限。

圖注：宇宙演化，在大爆炸後38萬年內不會形成中性原子。

僅僅觀察量子色動力學(QCD)和強大的力，並得出在某些特殊條件下一個奇異的物質狀態可能是穩定的結論是不夠的；早在1977年，我們就已經對6夸克態做了這樣的研究。我們需要掃清更高的障礙，確保我們能夠創造出真實數量的這些粒子，同時避免它們在我們真實的宇宙中遭到破壞。根據我們目前所知，我們沒有辦法做到這一點。

圖注：中子由一個上夸克和兩個下夸克組成，是宇宙中物質最重要的複合成分之一。但是，我們可以透過結合能將一個高度不穩定的激發態d*（2380）粒子轉變為一個穩定的激發態的想法，目前還不是實驗所支援的。

值得一提的是，這是一個聰明的想法。通常，暗物質不能是正常物質（由標準模型粒子構成），因為我們知道在宇宙早期，當輕元素形成時，有多少正常物質存在：在核合成過程中。但這種情況至少迴避了在核合成前階段“鎖定”正常物質的束縛，允許在不受這種暗形式正常物質干擾的情況下建立輕元素。

然而，即使有可能像作者所建議的那樣產生d*凝聚體，它也無法在早期宇宙的強烈輻射下生存。一旦它們被炸開，就沒有辦法制造出更多能夠形成玻色-愛因斯坦凝聚體的d*粒子，因為承認它們產生的條件已經過去了。這是一個絕妙的主意，但我們不需要等待對撞機排除它。我們所理解的早期宇宙已經足以粉碎d*六夸克可以構成我們宇宙暗物質的想法。

不可否認的科學事實是，必須存在暗物質才能解釋我們對宇宙的全套觀測結果。儘管我們對此有所瞭解，但是，我們還沒有確定它實際上是由什麼粒子組成的。我們構想過的每個直接檢測實驗都是徒勞的。儘管已經提出了許多暗物質候選理論，但沒有強有力的證據支援其中任何一種。作為暗物質候選者，有一個新的想法引起了轟動：一種稱為六夸克的特殊型別的粒子。這是可行的暗物質候選理論嗎？

這是一個聰明的點子，但幾乎可以肯定是錯誤的。為什麼呢？原子核的奇怪特性

當研究者們第一次開始深入原子核時，就開始注意到似乎有許多很奇怪的特性。這裡有一些有趣的事實：

所有原子核都由兩種型別的粒子組成：質子和中子。中子比質子重一點：約0.1％。自由質子永遠穩定。遊離中子是不穩定的，並且會衰變，平均壽命約為15分鐘。如果將質子和中子結合在一起，則新核的總質量小於單個質子和中子的質量。如果將它們以特定組合結合在一起，則某些原子核是穩定的，而另一些原子核則會衰變。這種衰變（稱為β衰變）的一種可能性就是使原子核中的一箇中子衰變，轉化為質子，電子和反電子中微子。

上圖：大型原子核中β衰變的示意圖。

有一個很有價值的教訓立即變得顯而易見：有些粒子（例如中子）在未與其他任何物質結合時會變得不穩定，但它們突然之間可以在結合狀態下變得穩定。遊離中子可能是不穩定的，但據我們所知，從氦到鐵再到鉛的原子核中結合的中子將在無限長的時間內保持穩定。

這種穩定的原因是什麼呢？是結合能（在這種情況下，每個核子）與衰變父粒子（中子）和子粒子（質子，電子和反電子中微子）之間的質量/能量差的乘積。如果系統結合得足夠緊密，那麼即使是完全由不穩定粒子組成的集合也可能是穩定的。典型的例子是中子星。即使物體的內部90％完全由中子組成，但這些粒子的引力和核鍵合使整個系統保持穩定。

上圖：來自具有極強磁場的中子星的高能量爆發

一旦我們瞭解了結合能是什麼以及它是如何工作的，便提出了一個絕妙的主意，以解釋開始從粒子對撞機產生的粒子“動物園”當中的各種成員。除了質子和中子之外，那些較重的、不穩定的粒子——蘭布達粒子（Λ 0）——也被發現了。但是還有許多其他粒子：3種介子，4種k介子，rho介子，eta介子，eta prime和phi介子等。

1956年，也就是在人們還沒有想到夸克之前，坂田昭一（Shoichi Sakata）有了一個絕妙的主意：也許所有這些新粒子都是我們所知道的三個“基本”粒子的簡單組合：

質子中子和Λ 0。

儘管許多複合顆粒（如π介子）甚至比個體質子，中子，或Λ 0粒子輕，或許結合能可以解釋它。但坂田的模式，被證明了夸克和膠子存在的深度非彈性散射實驗所排除。

上圖：將任意兩個粒子碰撞在一起時，就可以探查粒子的內部結構。

多夸克複合粒子的發現

但是，這個想法被保留了下來：不穩定的複合顆粒，如果在正確的條件下結合在一起，則可能變得穩定。現在我們知道存在夸克（和反夸克），這帶來了一種新的理論可能性，即“結合能”不僅能使質子等粒子穩定，而且可以使其他各種組合穩定。畢竟，我們現在已經發現了諸如以下的粒子：

重子（如質子，中子，和Λ 0，3個夸克構成），反重子（由3個夸克構成），介子（由夸克和反夸克組合而成），四夸克（由2個夸克和2個反夸克組成），五夸克（由4夸克和1反夸克製成），六夸克（由6個夸克組成）。

2014年，發現了一個特別有趣的六夸克，稱為d *，它由三個上夸克和三個下夸克（就像氘核）構成，但質量較重。

上圖：已經觀察到四夸克，五夸克和六夸克（雙強子）狀態。它們由夸克和反夸克的非常規組合組成。

以前已經發現了各種各樣與此相似的粒子。例如，rho介子的質量為〜775 MeV /c²，在大約10^-23 秒後衰減為介子（具有相同的夸克-反夸克組成，但質量小20％）。三角重子全部由上夸克和下夸克組成，但質量為1232 MeV /c²：比質子和中子重約300 MeV /c²，在約10^-23 秒後衰減為質子和中子 。

現在，標準氘核是質子和中子結合在一起的，總質量為1875.6 MeV /c²，比單獨的中子和質子輕2.2 MeV /c²。但是d *六夸克是氘核的激發態，其質量為2380 MeV /c²。它的壽命與其他粒子幾乎相同：10^-23 秒。經過這麼多時間，它會透過強大的核相互作用而衰減為常規的氘核和兩個介子。

上圖：d *粒子中夸克的不同可能構型（頂部）及其衰減。請注意，中間情況顯示為衰變為兩個Delta粒子，與衰變為具有氘核（質子和中子）以及兩個介子（中性或一個為正，一個為負）的狀態相同。

d *粒子在結合狀態下可以是穩定的

到目前為止，一切都很好。這只是標準的核粒子物理，不足為奇。與中子等粒子相比，暗物質必須穩定至少數千億年，因此它絕對不能在d *粒子衰變的典型時間尺度上消失。但是，如果我們在早期宇宙中製造足夠的d *粒子，那麼它們可能會以足夠多的數量結合在一起，從而形成類似於微型中子星的物質狀態，這是合理的：d *粒子之間的結合能使它無法衰變。

這就是新論文的思想：M。Bashkanov和DP Watts提出的一種輕夸克暗物質的新可能性。它們將一些有趣的實現結合在一起：

六個夸克的約束狀態起玻色子的作用，而不是費米子，d*的物理尺寸應該很小，甚至可能小於質子，並且在早期宇宙的稠密狀態下，尤其是在其他猜想正確的情況下，不僅會產生大量d *粒子，而且還會在同一位置凝聚在一起形成玻色愛因斯坦凝聚態。

上圖：玻色-愛因斯坦凝聚物形式的d *（2380）的原始產量計算為每個重子的結合能（y軸）的函式，以及這些粒子必須脫離與更大的宇宙相互作用的溫度。只有狹窄的紅色角落會給出我們觀察到的暗物質比率

如果所有這些事情都發生了，並且結合能足夠大（平均需要大約每個d *的總靜止質量的10％），那麼它將在能量方面禁止d *的標準衰減。這與在正常氘核中禁止中子（β）衰變的方式相同。

這是一個聰明的想法，如果可以創造合適的條件，那麼這個觀點可能會在重離子對撞機上進行測試。

但六夸克物質不可能倖存到今天

但是，即使作者爭辯的一切都是正確的-即使夸克和反夸克是某種程度的分離，並且當宇宙在熱大爆炸之後大約1微秒大時會形成大量d *粒子，但這些d *粒子不太可能生存主要原因之一是：在這些早期階段，宇宙受輻射控制。有足夠多的動能足夠快速移動的粒子不斷與這些d *粒子碰撞，當它們碰撞時，這些碰撞將立即將它們炸開。

上圖：在早期的宇宙中，自由質子和自由中子很容易形成氘。但是當能量足夠高時，光子將出現並轟炸這些氘核，將它們分解成單獨的質子和中子。對於正常的氘核，這將發生直到宇宙大約3-4分鐘。對於d *粒子，當宇宙的時間為微秒到毫秒時，這個過程將完全完成。

對於早期宇宙中的所有複合粒子而言，這都是一個挑戰。這就是為什麼直到宇宙存在約3分鐘之前才存在（正常）氘的原因：因為輻射會立即將所有氘粒子炸開。這就是為什麼中性原子要等到約宇宙約38萬歲後才形成的原因。如果它們在那以前形成的話，輻射會將它們炸開。

對於當宇宙存在幾微秒時形成的d *粒子，同樣會出現問題，沒有解決方案。即使它們已經形成了玻色-愛因斯坦凝聚物，輻射也會將它們炸成碎片，因為存在太多的光子和中微子。

僅看量子色動力學和強大能量並得出在某些特殊條件下外來物質狀態可能穩定的結論是不夠的。我們早在1977年就已經為6夸克態做到了這一點。我們需要清除更高的障礙，並確保我們可以建立一定數量的這些粒子，同時避免它們在我們實際的宇宙中被破壞。根據我們目前所知，我們沒有辦法實現這一目標。

上圖：由一個上夸克和兩個下夸克組成的中子是最重要的複合成分之一。但是，我們可以透過結合能將高度不穩定的激發態d *（2380）粒子轉變為穩定粒子，但此想法目前還沒有得到實驗的支援。

通常，暗物質不可能是正常物質（由標準模型粒子製成），因為我們知道在形成輕元素的宇宙早期階段（核合成過程中）必須存在多少正常物質。但是這種情況至少排除了在核合成前階段透過“鎖定”結合這些正常物質的局面，從而可以在不受這種“暗形式”的正常物質干擾的情況下創造輕元素。

但是，即使有可能像研究者提出的那樣製造出d *冷凝物，它也無法倖免於早期宇宙的強烈輻射。一旦將它們炸開，就無法再產生更多能夠形成玻色-愛因斯坦冷凝物的d *粒子，因為它們產生的條件已經過去。

總結

暗物質是六夸克，這是一個聰明的想法，但我們不需要等待對撞機的結果來排除。據我們所知，早期的宇宙已經足夠粉碎d *六夸克，斷絕了它是構成我們宇宙的暗物質的希望！

時間到2020-04-04（清明）這個時點遮擋愛因斯坦視線的那層薄薄窗戶紙就到一捅就破的時候了：

01

2600年前佛祖發現如來恆等式：

空＋色≡如來

如來者無所從來，亦無所去。

02

2600年前老子說在天地創生之前已經就有一個混成之物了，這個物叫玄牝（黑洞）。

03

1748年尤拉發現上帝制造的恆等式：

這個恆等式簡化後就是：-1＋1≡0。

04

1920年玻色-愛因斯坦預言宇宙中當溫度降到-273.15C°時存在玻色-愛因斯坦凝聚態（第五態）。

05

2010-03-14模糊發現龜是中國太極☯文明的使者，龜身上帶著一個符號（☯）和兩部無字天書：

06

2013-03-03模糊發現全域費波納契數列：

這裡，φ＝（√5-1）/2或φ＝0.618…（黃金比例）。

-∞ ∞…-1 1 0 1 1 2 3 5 8…∞07

2020-02-02後認識大爆炸：

一、宇宙恆等式

引力子＋光子≡中微子

引力子帶1份負能量，光子帶1份正能量，中微子不帶能量。這個恆等式與尤拉公式和如來恆等式同構。

二、光子

光子由正負電荷和正反虛擬子構成，帶1份能量h（普朗克常數）。

三、引力子

光子去掉一對電荷後的殼，帶1份負能量-h。

四、中微子

中微子不帶能量，其精細結構是正負電荷繞兩個引力子形成自耦合。

五、真空和暗能量

真空中任意一個點對應一箇中微子或真空是由光子填充形成的。中微子中隱含有一個光子，這個光子是不可見的，所以，這些隱含在真空或中微子中能量叫暗能量。

六、空洞

人類所處的宇宙或一個泡泡就是一個真空團，真空團中中微子和中微子之間存在一種聚團力（Φ）（第五力），所有泡泡都漂浮在宇宙大空洞中。空洞由純引力子填充，溫度永遠是-273.15C°，空洞也叫狄拉克負能量海。

七、宇宙邊緣

波江座10億光年級大空洞，是兩個泡泡未完全合併時留下的，其邊緣特徵可以示意視界小宇宙邊緣的結構。

八、中微子冰和暗物質

真空團與空洞混成帶溫度就是絕對零度，根據玻色-愛因斯坦統計，中微子會凝結形成中微子冰。中微子冰就是玻色-愛因斯坦冷凝態（第五態）。中微子冰就是暗物質。

九、黑洞或玄牝

中微子冰經過一個聚集過程當質量超過霍金質量時就形成一代先天黑洞或玄牝。

08

一個完整和完美的對接故事從遠古到現在。（完）