大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)3 種新奇異粒子

粒子家族喜迎新成員！ 據(jù)報(bào)道， 大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC） 上底夸克探測器（LHCb） 實(shí)驗(yàn)合作組宣布， 他們觀察到3 種新粒子： 一種新“五夸克態(tài)” 和首對(duì)“四夸克態(tài)”， 后者包括一種新“四夸克態(tài)”， 這一最新發(fā)現(xiàn)將幫助物理學(xué)家更好地理解夸克如何“成群結(jié)隊(duì)” 地形成復(fù)合粒子。

科學(xué)家們認(rèn)為， 夸克是不能再分割的基本粒子， 目前已知的夸克包括上夸克、 下夸克、 粲夸克、 奇異夸克、 底夸克和頂夸克6 種。 夸克通常“三兩成群” 地形成強(qiáng)子， 比如重子（由3 個(gè)夸克組成， 如質(zhì)子和中子等） 和介子（由正反夸克對(duì)組成）。 但更多的夸克也能“成群結(jié)隊(duì)” 地形成“四夸克態(tài)”（tetraquarks）和“五夸克態(tài)” （pentaquark）。 大約60 年前， 理論學(xué)家們就預(yù)測到這些奇異粒子的存在， 但直到過去20 年， LHCb 等實(shí)驗(yàn)才觀察到它們。

此次發(fā)現(xiàn)的“五夸克態(tài)” 由研究人員在分析帶負(fù)電B 介子“衰變” 時(shí)觀察到， 其由粲夸克和粲反夸克以及上、 下和奇異夸克組成， 是首個(gè)包含奇異夸克的“五夸克態(tài)”。 這一發(fā)現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)顯著性高達(dá)15 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差， 遠(yuǎn)超粒子物理學(xué)中宣稱發(fā)現(xiàn)新粒子所要求的5 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。

新發(fā)現(xiàn)的帶電“四夸克態(tài)” 由粲夸克、 奇異反夸克、 上夸克和下反夸克組成， 研究團(tuán)隊(duì)在分析帶正電荷和中性B 介子衰變時(shí)， 發(fā)現(xiàn)了它及其中性對(duì)應(yīng)物， 兩者的統(tǒng)計(jì)顯著性分別為6.5 和8 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差， 代表科學(xué)家們首次觀察到一對(duì)“四夸克態(tài)”。

LHCb 發(fā)言人克里斯·帕克斯說： “發(fā)現(xiàn)新的 ‘四夸克態(tài)' 和‘五夸克態(tài)' 并檢測其性質(zhì)，將有助于理論家開發(fā)出奇異強(qiáng)子的統(tǒng)一模型， 以更好地研究其‘性格'， 同時(shí)也能加深對(duì)傳統(tǒng)強(qiáng)子的了解?！?/p>

目前， 有一些理論模型將奇異強(qiáng)子描述為夸克之間緊密結(jié)合形成的個(gè)體， 也有模型認(rèn)為奇異強(qiáng)子是夸克松散結(jié)合形成的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)子對(duì)， 孰是孰非， 只有時(shí)間和對(duì)奇異強(qiáng)子開展更多的研究才能最終論定。