最近，物理学家观察到一些奇怪的原子碰撞现象，而不是像之前科学预测那样的相互碰撞。
不过目前正有相关新研究可以帮助解释这种现象，物理学家们可能从中找到理解一些非常复杂的粒子物理问题的关键。
有一项新研究解释了当一个旋转的质子撞击另一个粒子时产生的中子是如何沿着相反的方向旋转的，这个过程取决于质子和原子核的质量。
根据国际研究小组的研究，这项研究可以帮助我们更多地了解其他高能粒子碰撞，比如当来自外太空的宇宙射线与地球大气层中的粒子之间的碰撞。
纽约布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）的物理学家亚历山大（Alexander Bazilevsky）表示:“我们观察到的现象非常惊人，完全出乎意料。”
“质子无论与质子还是原子核碰撞都会产生沿着质子旋转方向运动的粒子，而我们的发现意味着，质子与质子之间碰撞的这个机制可能和质子与原子核之间碰撞的迥然不同。”
研究人员在布鲁克海文实验室（Brookhaven lab）使用了相对论重离子对撞机(RHIC)展开了相关研究，这是世界上唯一一台能够正确控制碰撞质子的极化或自旋方向的对撞机。
早在2001年，研究人员就首次通过相对论重离子对撞机证明了只要旋转方向不变，质子对撞中产生的中子有向右偏移的趋势。
这项新研究更仔细地研究了当引入不同大小的原子核时，这些碰撞和中子是如何被改变的。
研究人员称，当旋转的质子遇到更大的金原子核时，产生的中子不仅会偏离原始运动方向更大的角度，而且偏离方向一般是左边而不是右边。
这就像台球之间的碰撞一样。即使最初的旋转是相同的，击中另一个不同大小的台球时，旋转台球的运动也截然不同。当一个旋转的台球击中一个同等大小的球时，它会被弹向一个方向，而当它击中一个更大的球时，它又会被弹向另一个方向。
该项研究的另一个研究人员中川（Itaru Nakagawa），也是日本理化研究所的物理学家，他表示：“我们希望观察到类似的质子-质子效应，因为我们还想不出任何理由来解释为什么这种不对称会有所不同。”
研究人员表示，这种变化似乎是由较大的原子核产生更大的正电荷所引起的，这改变了两个碰撞粒子之间的电磁相互作用，从而产生了不同的最终结果。
当粒子的尺寸增大时，它的电磁力在与其他粒子之间的相互作用中发挥更大的作用，最终改变了碰撞所产生的中子的运动方向。
亚历山大解释道：“在粒子的微观世界里，事情远比简单的旋转台球之间的碰撞要复杂得多，粒子散射涉及许多不同的过程，而这些过程本身又可以相互作用或相互干扰，导致碰撞问题变得更加复杂。”
现在我们需要更多的研究和数据分析，这样可以帮助理解影响粒子碰撞的各种变量是如何导致不同结果的。最终，研究人员还会对这项工作进行深一步探索，观察粒子散射对于除中子以外其他粒子的影响。
更进一步，研究人员希望能够解开这个不对称的横自旋的起源之谜，自上世纪70年代以来，科学家们对此一直都困惑不解。
如果这个团队用不同大小的原子核进行实验得到的结果与他们从最初的发现中得出的计算结果相吻合，那么我们就能更深入地了解这种台球的运动。
中川还表示：“如果能准确地观察到我们根据电磁相互作用所预测的不对称性，那么这将成为支持我们假设的有力证据。”
蝌蚪五线谱编译自sciencealert，译者 孙慧敏，转载须授权
