奇異夸克團

奇異夸克團（英語：Strangelet）是理論中的物質，由上夸克、下夸克和奇異夸克的三類夸克組成。若奇異夸克團狀態穩定，可產出連鎖效應將原子核轉變，成為溫度極高、呈灰色的黏性物質。其尺度最小为几个飞米（质量和轻原子核接近）。宏观尺度的奇异夸克团（达到米的量级）被称为夸克星或者奇异星体，因此可以将奇异夸克团理解为奇异物质的碎片。该概念由E. Farhi和R. Jaffe提出，有人曾提议将其作为暗物质候选者。

理论依据

奇异物质假说

已知的带有奇异夸克的粒子都是不稳定的，因为奇异夸克比上夸克和下夸克要重。因此，奇异粒子往往会通过弱相互作用衰变为仅含上夸克和下夸克的粒子而失去其奇异性，如Λ粒子。但是，包含大量夸克的状态却可能不至于如此不稳定。这就是阿諾·博德默和爱德华·威滕提出的奇异物质假说。假说中，当大量的夸克聚集在一起时，其能量最低态为上夸克、下夸克和奇异夸克的数量大致相等时，命名为奇异夸克团。这是由于在泡利不相容原理的作用下，相比两种夸克的物质态，三种夸克态将允许更多的夸克排布在更低的能级上。

与原子核的关系

核子是由多个上夸克和下夸克约束形成的三夸克态（如质子和中子）。根据奇异物质假说，奇异夸克团将比原子核更稳定，因此核子可以衰变为奇异夸克团。但是由于存在巨大的能量壁垒，衰变过程将会极其缓慢。当弱相互作用将一个核子转变为奇异夸克团时，释放出的奇异夸克将会形成超重的奇异重子，如Λ粒子。只有当多个反应同时发生，产生的奇异夸克数恰好满足形成较低能量态的比例，衰变过程才可能发生。非常不幸的是，即使奇异物质假说是正确的，我们也无法看到核子衰变为奇异夸克团，因为他们的寿命比宇宙还要长。

尺寸

奇异物质的稳定性与它的尺寸相关，这是由下列原因造成的：

• 夸克团与真空的交界处的表面张力对小尺寸夸克团的影响要大于更大尺寸的夸克团。奇异物质的表面张力大小尚未知：如果该张力小于某个临界值（约每平方飞米数MeV），则大尺寸的奇异物质会更不稳定，容易衰变成更小的奇异物质；如果它大于某个临界值，则奇异物质则会随着尺寸增大而变得更稳定。
• 屏蔽效应允许较小的奇异物质带有电荷，在其周围有一层电子或正电子组成的电中和云，但对更大的奇异物质而言，需要它和正常物质一样，整个内部保持电中性。奇异物质的屏蔽效应范围大概在几个飞米的量级，只有小于这个尺寸的奇异物质才允许以带电的形式单独存在。

其它主題

• 夸克
• 夸克星