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構成宇宙萬物的最小粒子是什麼？自然界中存在着哪些力，它們之間如何相互作用？這些是整個20世紀乃至現在都困擾物理學家的難題。榮獲本年度諾貝爾物理學獎的三位美國科學家，通過他們的研究爲回答這些問題作出了重要貢獻。
近代物理學理論認爲，夸克等是比質子和中子等亞原子粒子更基本的物質組成單位，夸克等組成了質子和中子，中子和質子又形成原子核，最終產生原子以及今天的宇宙萬物。現有的物理學理論還認爲，自然界中存在引力、電磁力、強作用力和弱作用力等4種力。其中，夸克通過強作用力組成質子和中子，而這種強作用力主要通過另一種名爲膠子的基本粒子來傳遞。
但物理學家們在研究夸克時也發現了一個奇怪的現象，那就是從沒有發現過自由的單個夸克，只有2個或3個夸克的集合體才能處於自由狀態，通常情況下夸克總是被約束在質子和中子內部。獲得今年諾貝爾物理學獎的格羅斯、波利策和維爾切克提出的“漸近自由”理論，爲此提供瞭解釋。
3位科學家在上個世紀70年代提出的理論認爲，強作用力會隨着夸克彼此間距離的增加而增大，因此沒有夸克可以從原子核中向外遷移，獲得真正的自由。通俗地說，這一現象有點像拉一根具有彈性的橡皮筋：橡皮筋拉得越長，其產生的力量越大，人拉起來也更爲費勁。同樣根據“漸近自由”理論，強作用力會隨着夸克間距離的變小而減弱，這意味着，約束在質子等內部的夸克在彼此距離足夠小時將近乎自由地進行運動。
爲了描述夸克間的強相互作用力，物理學家們創立了量子色動力學。量子色動力學理論認爲，與電子帶有電荷類似，夸克和膠子帶有色荷，基於色荷的色力或者強作用力，具有比電磁力更爲複雜的作用方式和更爲奇特的現象，“漸近自由”就是一個明顯例子。
諾貝爾物理學獎評委會認爲，今年獲獎的3位科學家發現的“漸近自由”現象，不僅深刻地改變了科學家們對自然界基本作用力作用方式的理解，爲量子色動力學理論奠定了基礎，使完善粒子物理學標準模型成爲可能，而且也讓科學家向實現對自然界4種力進行統一描述的宏大夢想更進了一步。評委們把3位美國科學家的成就稱爲“夸克世界中的一個多彩發現”，認爲他們的發現有助於解釋爲什麼夸克只有在極高能量下才會表現出近乎自由的狀態。
另外，一些專家也指出，通過了解夸克間相互作用力的性質，就有可能找到打開自由夸克的辦法。如果能夠合理利用夸克內部的強作用能，那麼人類就有可能獲得比核能還要大得多的能量，相關研究將有很大的應用潛力。
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