强子渗透
一颗质子以接近光速撞进另一颗质子，强渗透瞬间炸开的强渗透不是碎片，而是强渗透一团稠密的胶子场。这团东西寿命极短，强渗透大概只有10的强渗透负23次方秒，但它决定了碰撞后所有产物的强渗透走向。物理学家管这个过程叫“强子化”，强渗透可我觉得叫“强子渗透”更贴切——能量从真空里硬生生渗出来，强渗透凝成几十上百个新强子。强渗透
去年在布鲁克海文国家实验室看数据回放，强渗透有个现象让我盯了一下午。强渗透两个金核碰撞后，强渗透探测器里同时冒出几千条带电粒子径迹，强渗透像烟花炸在透明球壳上。强渗透但仔细看，强渗透靠近束流方向的那几条径迹明显比理论预期要暗。这不是探测器坏了，是夸克胶子等离子体对高能喷注的“淬火”效应——喷注穿过那团热密物质时，能量被吸走了。吸到哪去了？没人能直接看见，但胶子场里多出来的那些低动量强子就是证据。
强子渗透最反直觉的地方在于：你没法单独盯住一个夸克。色禁闭把夸克锁在强子内部，距离拉大到1飞米，胶子场里就凭空冒出一对正反夸克，把原来的夸克“赎”出来，自己跟它配对。结果是你永远只能看见无色强子，夸克的味道和动量信息被重新洗牌。欧洲核子中心LHCb实验组去年测的B介子衰变分支比，跟标准模型预测差了3.2个标准差。有人说是新物理，我倒觉得可能是强子化模型里那些“渗透参数”没调对——毕竟你连单个夸克轨迹都画不出来，只能靠统计推断。
做格点QCD的同事经常抱怨，算强子矩阵元时得把时空切成四维格子，胶子场定义在格点上，费米子场定义在格点之间。格子间距小于0.1飞米才有可信结果，可这已经逼近现有超算的极限。他们组去年用Frontier跑了三个月，才把质子自旋来源的胶子贡献算到误差5%以内。剩下那95%呢？被渗透过程吃掉了——胶子场在强子内部不停分裂、重组，你测到的只是时间平均后的残留。
更麻烦的是，强子渗透在早期宇宙就干过一票大的。宇宙诞生后10的负6次方秒，温度降到170MeV左右，夸克胶子等离子体开始“冻结”成强子。这个相变过程如果是一级相变，会产生引力波；如果是平滑过渡，就啥也看不见。去年脉冲星计时阵列测到的纳赫兹引力波背景，频谱斜率跟一级相变模型对不上，倒是跟强子渗透的“软壁”模型吻合。这意味着什么？意味着宇宙从夸克汤变成质子中子的那一下，可能比我们想的要温柔。
国内锦屏深地实验室正在建一个低本底液氩探测器，目标之一是测氙124的双贝塔衰变。这跟强子渗透有什么关系？关系大了——如果中微子是马约拉纳粒子，无中微子双贝塔衰变的核矩阵元计算里，强子化阶段的核子-核子关联必须用渗透模型处理。他们组预印本里那个“有效轴子-核子耦合”修正项，说白了就是在补强子渗透的账。
写到这里，窗外工地打桩机还在响。每一下撞击都产生声波，声波在混凝土里渗透、衰减、再辐射。跟质子碰撞里胶子场干的事，本质上没区别——能量渗进一个介质，换一种形式冒出来。区别只在于，混凝土里的声波你能听见，强子渗透的“声音”，得靠对撞机里那几千条径迹去反推。