质子中胶子密度的模拟，显示了胶子饱和的开始。第一张快照显示了少量所谓的胶子热点，它们携带着大约 1% 的质子动量。接下来的八张快照深入到质子动量的 0.0001%，其中有 70 多个热点重叠，胶子重组的频率与分裂的频率一样高。(图片：A. Ridzikova)

在最新一期的《欧洲核子研究中心信使报》中，来自堪萨斯大学的丹尼尔·塔皮亚·高木发表了一项关于大型强子对撞机(LHC)实验的研究描述。该研究聚焦于如何通过LHC中的超外围碰撞或近距离碰撞来揭示胶子动力学，并可能观察到胶子饱和现象。

众所周知，原子由质子和中子以及围绕其运动的电子组成，而电子的质量要轻数千倍于质子和中子。然而，质子和中子本身并非故事的全部。它们实际上是由三种称为夸克的粒子组成，这些夸克仅比电子略重，但对质子和中子质量的贡献却不到1%。那么，质子和中子(乃至整个可见宇宙)另外99%的质量究竟来自何方呢?

答案揭晓——这一切归功于“胶水”，更确切地说，是一种称为胶子的粒子。这些胶子虽然自身没有质量，但它们通过强大的相互作用力将夸克紧密地粘合在一起。而正是这些相互作用所蕴含的能量，根据爱因斯坦著名的质量方程E=mc²，为质子和中子提供了其余99%的质量。

尽管胶子在构成物质质量方面扮演着至关重要的角色，但关于胶子的动力学机制，科学界仍有许多未解之谜。其中，一个主要的实验挑战在于观察胶子饱和的开始阶段，即胶子分裂成胶子对与胶子复合(两个胶子结合成一个)之间的微妙动态平衡。

为了深入探究这一现象，丹尼尔·塔皮亚·高木及其团队利用大型强子对撞机进行了相关研究。他们发现，在高能光子介导的超外围碰撞或近距离碰撞中，或许能够捕捉到胶子动力学的关键信息，并有可能观察到胶子饱和的初步迹象。这一发现为理解物质的基本构成及其相互作用机制开辟了新的途径。