3个四夸克新粒子首次"现形" 有助研究物质形成

2016年07月08日08:49  来源:科技日报
 

据欧洲核子研究中心(CERN)官网消息,大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)团队近日报告称,他们通过分析大型强子对撞机(LHC)获得的数据,发现了3个新的“奇异”粒子并证实了第四个“奇异”粒子的存在。这些“四胞胎”粒子全由4个夸克组成,但拥有不同的质量和属性。

1964年,美国物理学家默里·盖尔曼与乔治·茨威格提出,所有强子(受到强相互作用影响的亚原子粒子)都由若干种叫做“夸克”的粒子组成。然而,一段时间内,科学家们观察到的强子要么由一对夸克-反夸克组成(介子);要么由三个夸克组成(重子)。不过,在过去10年间,有多个科学团队发现了由三个以上夸克组成的粒子的证据。例如,美国费米国家实验室费米碰撞探测器团队于2009年发现的4个夸克粒子X(4140)。后来,LHC的紧凑渺子线圈(CMS)团队和费米实验室万亿电子伏特加速器Dzero实验小组也都报告了类似的结果。

在最新研究中,研究人员对LHC首次运行(从2010—2012年)的整套数据进行了分析,并对一个B+介子衰变成J/ψ、φ介子和K+介子的过程进行详细分析。除再次发现X(4140)外,他们还首次发现了3个质量更重的新粒子,并根据其质量分别命名为:X(4274)、X(4500)和X(4700)。每个粒子由2个粲夸克和2个奇夸克采用独特方式排列而成,成为首个完全由重夸克组成的粒子家族。进一步的测量发现,每个粒子各自拥有独特的内部结构、质量和量子数。

美国雪城大学的物理学教授托马斯·斯克瓦尔尼茨基说:“这是我们首次发现这一家族,将帮助我们厘清不同理论模型之间的区别,理论学家们也将使用测量结果加强对粒子的形成,以及物质基本结构的理解。”此外,去年7月份,LHCb团队还首次发现了“五夸克”粒子。(刘霞)

总编辑圈点

我们可以看不懂这复杂的研究内容,但应该理解科学家为什么要研究夸克粒子——对物理学而言,新粒子家族的出现可以帮助建立新模型,刷新人们对四夸克粒子的认识,并进一步洞悉让夸克紧密结合在一起的强作用力;而从大方向来讲,作为一个基本单元,只有了解了夸克,才能真正明白物质的形成。

(责编:魏艳、马丽)

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