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欧洲核子研究中心(CERN):大型强子对撞机发现三种新奇异粒子
2022/7/7 8:13:16 | 浏览:339 | 评论:0

        粒子家族喜迎新成员!据欧洲核子研究中心(CERN)官网近日报道,大型强子对撞机(LHC)上底夸克探测器(LHCb)实验合作组宣布,他们观察到三种新粒子:一种新“五夸克态”和首对“四夸克态”,后者包括一种新“四夸克态”,这一最新发现将帮助物理学家更好地理解夸克如何“成群结队”形成复合粒子。

欧洲核子研究中心(CERN):大型强子对撞机发现三种新奇异粒子

        科学家们认为,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、奇异夸克、底夸克和顶夸克6种。夸克通常“三两成群”形成强子,比如重子(由3个夸克组成,如质子和中子等)和介子(由正反夸克对组成)。但更多夸克也能“成群结队”形成“四夸克态”(tetraquarks)和“五夸克态”(pentaquark)。大约60年前,理论学家们就预测到这些奇异粒子的存在,但直到过去20年,LHCb等实验才观察到它们。

欧洲核子研究中心(CERN):大型强子对撞机发现三种新奇异粒子

新发现的“五夸克态”被描述为一对松散结合的标准强子,由粲夸克和粲反夸克及上、下和奇异夸克组成。

欧洲核子研究中心(CERN):大型强子对撞机发现三种新奇异粒子

新发现的“四夸克态”被描述为夸克紧密结合形成的粒子,其中一个由粲夸克、奇异反夸克、上夸克和下反夸克(左)组成;另一个由粲夸克、奇异反夸克、上反夸克和下夸克(右)组成。

图片来源:CERN

        此次发现的“五夸克态”由研究人员在分析带负电B介子“衰变”时观察到,其由粲夸克和粲反夸克以及上、下和奇异夸克组成,是首个包含奇异夸克的“五夸克态”。这一发现的统计显著性高达15个标准差,远超粒子物理学中宣称发现新粒子所要求的5个标准差。

        新发现的带电“四夸克态”由粲夸克、奇异反夸克、上夸克和下反夸克组成,研究团队在分析带正电荷和中性B介子衰变时,发现了它及其中性对应物,两者的统计显著性分别为6.5和8个标准差,代表科学家们首次观察到一对“四夸克态”。

        LHCb发言人克里斯·帕克斯说:“发现新的‘四夸克态’和‘五夸克态’并检测其性质,将有助于理论家开发出奇异强子的统一模型,以更好地研究其‘性格’,同时也能加深对传统强子的了解。”

        目前,有一些理论模型将奇异强子描述为夸克之间紧密结合形成的个体,也有模型认为奇异强子是夸克松散结合形成的标准强子对,孰是孰非,只有时间和对奇异强子开展更多研究才能最终论定。

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