大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)“揪出”四個(gè)新型四夸克態(tài) 有助進(jìn)一步揭示物質(zhì)的秘密

據(jù)歐洲核子研究中心(CERN)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，該中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上底夸克探測(cè)器(LHCb)實(shí)驗(yàn)合作組宣布，他們發(fā)現(xiàn)了四個(gè)新型四夸克態(tài)。此外，CERN同時(shí)宣布，包括最新“出爐”的這四個(gè)粒子在內(nèi)，過(guò)去10年間，科學(xué)家在LHC上新發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子數(shù)已達(dá)59個(gè)，這有助他們進(jìn)一步揭示物質(zhì)的秘密。

LHCb合作組在提交預(yù)印本網(wǎng)站上的論文中稱(chēng)，他們?cè)趯?duì)撞中心能量分別為7、8和13太電子伏特(TeV)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了上述四個(gè)四夸克態(tài)，它們均由四種不同的夸克組成。由北京大學(xué)核物理與核技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高原寧院士、清華大學(xué)工程物理系張黎明副教授和楊振偉副教授等組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)對(duì)此發(fā)現(xiàn)作出了突出貢獻(xiàn)。

夸克是科學(xué)家們認(rèn)為不能再分割的一種基本粒子，目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、底夸克和頂夸克六種。1964年，美國(guó)物理學(xué)家默里·蓋爾曼和喬治·茨威格分別獨(dú)立提出夸克模型：所有強(qiáng)子都是由“夸克”組成的復(fù)合粒子。強(qiáng)子包括重子(由三個(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)。他們同時(shí)也提出了包含三個(gè)以上夸克的粒子出現(xiàn)的可能性。

與德米特里·門(mén)捷列夫創(chuàng)建元素周期表150多年后研究人員仍在不斷發(fā)現(xiàn)新同位素一樣，粒子物理學(xué)家也一直致力于追尋并研究夸克可能形成的各種新復(fù)合態(tài)。歷經(jīng)數(shù)十年努力，他們終于在實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)了首個(gè)由四個(gè)夸克組成的強(qiáng)子以及首個(gè)由五個(gè)夸克組成的強(qiáng)子，將人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)不斷推向新高度。

LHC發(fā)現(xiàn)的這59個(gè)新強(qiáng)子可謂形態(tài)各異：有些由五個(gè)夸克組成、有些由四個(gè)夸克組成，有些則是重子和介子的高能(激發(fā))態(tài)。

CERN網(wǎng)站的報(bào)道指出，這些新粒子的出現(xiàn)及對(duì)其性質(zhì)展開(kāi)測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)，為科學(xué)家們驗(yàn)證夸克模型的極限提供了重要信息，使他們能進(jìn)一步了解強(qiáng)相互作用，驗(yàn)證理論預(yù)測(cè)并精調(diào)模型。而科學(xué)家們對(duì)強(qiáng)相互作用理解得越透徹，就越有可能發(fā)現(xiàn)新物理學(xué)的“蛛絲馬跡”。