STAR合作组的测量显示，决定质子身份的一项关键量子属性，可能存在于把夸克束缚在一起的胶子结构中，而不是由夸克单独承担。该成果于8月13日发表于《科学》，并由《科学新闻》报道。研究人员发现，高能核碰撞产生的粒子种类、数量和运动方向，更符合一种电中性、呈Y形的胶子结构，也就是重子结，作为重子数载体的图景。这个结果意味着，构成普通物质核心的质子，其身份标记可能由连接夸克的强作用结构承载。研究团队与多名独立物理学家同时强调，这项证据具有重要意义，但目前仍不能被称为最终证明。
重子数是一项守恒的量子属性，它把数值为1的质子和中子，同数值为负1的反重子区别开来。在所有已经观测到的反应中，重子数总量都保持不变，这有助于解释质子为何不会无缘无故自行衰变，以及由质子组成的普通原子为何能够长期稳定存在。传统解释认为，质子的三个价夸克各自承担三分之一的重子数，三者合起来得到1。数十年前提出的另一种解释则认为，完整的重子数属于胶子形成的Y形连接点。胶子传递强相互作用，把三个价夸克束缚成质子。两种图景都遵守现有守恒定律，而且夸克与胶子彼此紧密纠缠，因此科学家长期难以用实验把它们区分开。
STAR在美国纽约州布鲁克黑文国家实验室的相对论重离子对撞机上检验了这两种图景。合作组分析了2018年记录的约20亿次钌96碰撞，以及约20亿次锆96碰撞，每对核子的质心碰撞能量为2000亿电子伏特。两种原子核的质量数都是96，所含核子总数相同，但钌含44个质子，锆含40个质子。这个经过精心选择的差异，使研究人员能够在几乎完全相同的加速器和探测器条件下，比较两束原子核碰撞中点附近的重子数输运与电荷输运。因为价夸克携带电荷，而假设中的胶子结不带电，这种比较可以检验重子数究竟是否总跟着价夸克移动。
在几何重叠程度最高、也就是最中心的百分之十碰撞中，研究团队测得，按钌与锆原子核差异校正后的重子数与电荷输运比为1.84。统计不确定度为0.02，系统不确定度为0.09，估算无法直接探测的中子所带来的不确定度为0.16。简单的价夸克图景预期这个比值接近1，而不包含重子结的UrQMD输运模型只给出0.5至0.7，明显低于实验数据。STAR论文解释，胶子结由较低动量的胶子构成，因此比价夸克更容易停留在碰撞中点附近；价夸克则保留入射质子更大比例的动量，更倾向于沿原有束流方向继续运动。实验观测到的重子数横向输运增强，因而更支持重子结图景。
合作组没有只依赖钌锆比较，还采用两种独立方法交叉检验。他们分析了碰撞能量为544亿电子伏特的光子与金原子核相互作用，并重新比较早先多个能量下的金金碰撞数据。光子金事件中，净质子分布的指数快度斜率为1.04正负0.22；多个能量下的金金测量给出的平均斜率为0.64正负0.05。两个数值都与重子结理论框架预测的0.42至1范围相容，也比只让价夸克输运重子数的一些模型更符合数据。不过论文作者指出，现有数据尚不能确定结果对每一种碰撞能量和几何条件的依赖，理论计算也需要进一步改进，其他能够同时解释全部现象的方案仍应接受检验。
《科学新闻》引用的独立物理学家给出了谨慎而不完全一致的评价。劳伦斯伯克利国家实验室的斯宾塞·克莱因认为，这项工作首次表明实验确实能够区分价夸克与胶子结两种图景。韦恩州立大学的沈春认为，多组数据强烈支持重子结解释，但证据还没有达到决定性证明的程度。东卡罗来纳大学的林子威则指出，夸克描述与重子结描述可能并非互相排斥，因为胶子结不能脱离夸克独立存在。STAR合作组表示，布鲁克黑文计划建设的电子离子对撞机未来可以直接探测和绘制原子核内的重子数分布，从而检验这一解释，并在相对论重离子对撞机今年2月完成最后一批碰撞后继续拓展其科学遗产。
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