利用來自歐洲核子研究中心大型強子對撞機ALICE探測器的碰撞數據，一個質子（右）和最罕見的ω超子（左）之間的強烈相互作用（ω超子包含三個奇怪的夸克）被成功地測量出來了。
原子核中帶正電荷的質子實際上應該相互排斥。然而，即使是帶有許多質子和中子的重原子核也會「粘」在一起，這就是所謂的強相互作用。利用日內瓦歐洲核子研究中心ALICE實驗中的粒子碰撞，慕尼黑工業大學的蘿拉·法比比蒂教授和她的研究小組已經開發出一種精確測量強相互作用的方法。
強相互作用是物理學中四大基本力之一。它是由幾個質子和中子組成的原子核存在的主要原因。質子和中子是由更小的粒子組成的，也就是所謂的夸克。它們也是通過強烈的相互作用結合在一起的。
作為日內瓦歐洲核子研究中心ALICE項目的一部分，慕尼黑工業大學的蘿拉·法比比蒂教授和她的研究小組現在已經開發出一種方法，可以高精度地確定作用在質子和超子（由所謂奇異夸克組成的不穩定粒子）之間的力。
這些測量不僅是核物理領域的突破性進展，也是理解中子星的關鍵，中子星是宇宙中最神秘、最迷人的物體之一。
理論與實驗的比較
今天在核物理學中最大的挑戰之一是從基本原理出發理解不同夸克之間的強相互作用。強相互作用理論可以用來確定相互作用的強度。然而，這些計算並沒有為帶有上下夸克的普通核子提供可靠的預測，而是為包含重夸克的核子，例如包含一個或多個奇異夸克的超子提供可靠的預測。
由於超子是不穩定的粒子，在產生後會迅速衰變，因此要用實驗來確定強相互作用是極其困難的。到目前為止，這一困難阻礙了對理論和實驗進行有意義的比較。法比比蒂教授採用的研究方法現在開啟了一扇大門，可以對大型強子對撞機的強子動力學進行高精度研究。
四年前，在ALICE實驗中，法比比蒂教授提議使用一種名為飛秒複製的技術來研究強相互作用。這項技術允許研究質子的大小範圍內的強相互作用。與此同時，法比比蒂教授不僅成功地分析了大部分超子—核子組合的實驗數據，還成功地測量了所有超子中最稀有的ω強相互作用。此外，該小組還開發了自己的框架，能夠產生理論預測。
法比耶蒂教授說：「我的團隊在大型強子對撞機上為核物理學開闢了一條新途徑，其中包括了所有類型的夸克，達到了迄今為止意想不到的精確度。」現在發表在《自然》雜誌上的這項研究只是首次測量到的許多相互作用中的一部分。
中子星包含超子嗎
理解超子與核子之間的相互作用，對於檢驗中子星是否含有超子的假設也是極其重要的。粒子之間存在的力對中子星的大小有直接影響。到目前為止，中子星的質量和半徑之間的關係是未知的。因此，在未來，法比耶蒂教授的工作也將有助於解開中子星之謎。