物理中的学科_核物理理论出现漏洞，宇宙中的原子内部究竟发生了什么？

原子也许是一个宇宙原子的结构就像一个恒星系统。原子核被认为是恒星，电子被认为是行星。那么原子的结构和恒星系统非常相似吗？然而，尽管如此，核物理仍然不能完全解释原子内部发生的事情。它像真实的宇宙一样运行。或者说，内在是否有另一种形式与宇宙的运作完全不同

太阳系，最简单的单星系统

这是人类已经设定的物理知识。电子围绕原子外壳中的“轨道”旋转。除了电子和原子核，还有很大一部分空间是空白的。这是什么地方？这也是暗物质吗？在原子的中心，有一个微小的原子核，一个质子和中子的密集结合点，这使得原子拥有大部分质量。这些质子和中子聚集在一起，通过所谓的强相互作用力结合在一起，这些质子和中子的数量决定了原子的稳定性和放射性以及元素类别。然而，没有人知道原子内部质子和中子的行为除了原子，质子和中子还有一定的大小和形状。它们每一个都是由三个叫做夸克的小粒子组成的，这些夸克之间的相互作用非常强，没有外力可以使它们变形，甚至在核心的粒子之间也没有很强的力。实验表明，原子核内的质子和中子看起来比它们应该的要大得多。近几十年来，研究人员发现这个理论在某种程度上是错误的。

核内的电磁兼容效应违反了现有的基本核物理理论

。自20世纪40年代以来，物理学家已经知道，原子核在原子核内以紧密的轨道运动，而强约束原子核几乎没有能量在大范围内改变其轨道。1983年，欧洲粒子物理研究所的物理学家注意到一件奇怪的事情:电子束从铁上反弹的方式与它们从自由质子上反弹的方式非常不同。这违背常识。如果氢中的质子和铁中的质子大小相同，电子应该以几乎相同的方式反弹。但是随着时间的推移，科学家们开始相信这是一个问题。出于某种原因，重原子核内的质子和中子似乎比它们在原子核外时有更大的影响。在欧洲的一个组织偶然发现了这一现象后，研究人员称这一现象为电磁兼容效应，这违反了现有的核物理理论麻省理工学院的核物理学家提出了一个可能解释这个问题的想法。根据他的陈述和对它的理解，夸克是构成核子的亚原子粒子。它们在给定的质子或中子之间有很强的相互作用，而不同质子和中子之间的夸克几乎没有相互作用。核子内部的强大力量如此强大，以至于容纳核子的强大力量超过了其他核子。

这里有一个例子:如果你坐在房间里，关上窗户和你的两个朋友聊天，房间里的三个人是质子里的一个中子或三个夸克，当外面正在吹的时候，这阵风是保持质子或中子靠近窗户“外面”的核力。即使风吹过紧闭的窗户，也不会影响你。

简而言之，只要原子核停留在它的轨道上，情况就和上面描述的相似。然而，实验表明，在任何给定的时间，原子核中大约20%的原子核实际上在它们的轨道范围之外。相反，它们与其他原子核配对，并以“短程关联”方式相互作用。在这种情况下，原子核之间的相互作用能量比通常情况下要高得多。这是因为夸克从各自核子的“窗口”中伸出，开始直接相互作用，这些夸克+夸克的相互作用比核子+核子的强得多

这些相互作用打破了分隔每个质子或中子内部夸克的“窗口”。构成一个质子的夸克和构成另一个质子的夸克开始占据同一个空间，这使得质子(或中子)伸展和模糊。在短时间内，它们将很快占据大量相同的空间，产生电磁兼容效应，这也是大多数物理学家所接受的。

但不是每个人都认为上述方法或原因解决了EMC问题另一位核物理学家说，他认为上述工作的数据不能完全支持上述结果。因为核物理的基本模型已经解释了第一个核物理学家描述的许多短程配对。但是，如果使用该模型来尝试观察电磁兼容效应，则无法描述电磁兼容效应，也无法使用该框架成功解释电磁兼容效应。因此，第二个核物理学家认为仍有许多谜团，并说第一个核物理学家的方法或数据不能完全解决核问题。

显然，传统的核物理模型无法解释这种电磁兼容效应我们现在认为，解释必须来自QCD本身。QCD代表量子色动力学:控制夸克行为的规则系统从核物理转换到QCD有点像两次看同一个画面:一次在第一代翻盖手机上(这是核物理)，然后在高分辨率电视上(这是量子色动力学)高分辨率电视提供了更多细节，但建造起来要复杂得多。

粒子碰撞

问题是描述原子核中所有夸克的完整QCD方程太难求解，现代超级计算机离完成这项任务还有100年。即使今天的超级计算机足够快，这些方程还没有发展到足以将它们插入计算机。然而，即使如此，我们仍然可以使用QCD来回答一些问题这些答案为电磁兼容效应提供了另一种解释:核中场理论

理论不允许20%的原子核通过短程关联结合在一起。实验无法证明这一点。这种想法存在理论上的问题，需要我们使用不同的模型。一些核物理学家都知道在原子核中有一些非常强大的核力量。这些核力有点像电磁场，但它们是强大的场。磁场的作用距离如此之小，以至于它们在原子核外的大小可以忽略不计，但在原子核内却很强。

虽然QCD可以回答一些关于电磁兼容效应的问题，但这些问题对核物理理论的漏洞没有影响。相反，它将促使人类找出原子内部到底发生了什么，以及为什么即使是早已建立的核物理理论也不能被清楚地解释。

人类的计算确实有限。尽管世界上有如此多的超级计算机，它们甚至可以模拟宇宙的发展，但它们无法计算原子内部发生的小事件。尽管电磁兼容效应违背了现有的核物理理论，但它为人类完善核物理理论提供了一个机会。将来有一天，人类一定会填补核物理理论的这个漏洞，计算出完整的量子色动力学方程