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四粲夸克组成的新粒子初次“现身” 或助理解质子和中子如何形成


  据欧洲核子研究中心(CERN)官网近日报道,该机构的大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)互助组初次观察到一种由4个粲夸克组成的新粒子,这一发明将帮助物理学家更好地理解夸克之间如何精密“相拥”,形成质子和中子等复合粒子,并有助发明新物理学。

  夸克通常三两成群,形成名为“强子”的粒子。但几十年来,理论学家预测存在四夸克和五夸克强子——所谓的“四夸克态”(tetraquarks)和“五夸克态”(pentaquarks)。这些四夸克态和五夸克态被称为“奇特强子”。比年来,包括LHCb在内的实验已经证实了其中一些奇特强子的存在,如2015年清华大学参与的LHCb团队初次证实了“五夸克态”的存在。

  科学家认为,这些夸克之间非比寻常的组合是研究强力的理想“实验室”,而深入相识强力对于发明新物理学至关紧张。强力是让质子、中子和原子核精密联合的强相互作用,是自然界4种已知基本力之一,另外3种基本力分别为引力、电磁力和弱力。

  在最新研究中,LHCb团队仔细分析了大型强子对撞机(LHC)此前两轮运行期间,LHCb探测器收罗到的全部数据,发明J/ψ粒子对(一个J/ψ粒子由一个粲夸克和一个粲反夸克组成)的质量漫衍出现了一个“突起”,且该“突起”的统计显著性为5西格玛,到达了可以宣布发明新粒子的阈值,另外,该粒子的质量表明它由4个粲夸克组成。

u8基金网  LHCb互助组发言人乔瓦尼·帕萨洛瓦表示:“由4个夸克组成的粒子非常奇特,LHCb等实验迄今观察到的‘四夸克态’最多只包罗两个重夸克,而我们最新发明的是首个由4个同类型重夸克——两个粲夸克和两个粲反夸克组成的粒子。”

  目前,科学家尚不清晰新粒子是“真正的四夸克态”——由4个夸克精密联合在一起的体系,照旧一对两夸克粒子疏松联合成的类似分子的结构,但无论哪种方式,都将有助理论学家检验强相互作用理论。

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