【焦點(diǎn)熱聞】大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)三種新的外來粒子

【資料圖】

它們將幫助物理學(xué)家更好地理解夸克如何結(jié)合在一起成為這些復(fù)合粒子。夸克是基本粒子，可分為六個(gè)種類：上、下、粲、奇、頂和底。它們通常以兩組和三組的形式結(jié)合在一起，形成強(qiáng)子，如構(gòu)成原子核的質(zhì)子和中子。然而，在極少數(shù)情況下，它們也可以結(jié)合成四夸克和五夸克粒子，被稱為”四夸克”和”五夸克"。這些外來強(qiáng)子在大約六十年前就被理論家們預(yù)測到了，與傳統(tǒng)強(qiáng)子同時(shí)出現(xiàn)，但直到最近，它們才被LHCb和其他實(shí)驗(yàn)所探測到。

在過去20年中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)外來強(qiáng)子都是四夸克或五夸克，包含一個(gè)粲夸克和一個(gè)粲反夸克，剩下的兩個(gè)或三個(gè)夸克是一個(gè)向上、向下或奇怪的夸克或其反夸克。然而，在過去兩年中，LHCb發(fā)現(xiàn)了不同種類的奇異強(qiáng)子。兩年前，合作方發(fā)現(xiàn)了一個(gè)由兩個(gè)粲夸克和兩個(gè)粲反夸克組成的四夸克，以及兩個(gè)由一個(gè)粲反夸克、一個(gè)上夸克、一個(gè)下夸克和一個(gè)怪反夸克組成的”開粲”四夸克。去年，它發(fā)現(xiàn)了有史以來第一個(gè)”雙開粲”四夸克的例子，它有兩個(gè)粲夸克和一個(gè)上反夸克和一個(gè)下反夸克。開放的魅力意味著該粒子包含一個(gè)魅力夸克而沒有一個(gè)相等的反夸克。

LHCb合作組織今天宣布的發(fā)現(xiàn)包括新種類的強(qiáng)子。第一種是在分析帶負(fù)電的B介子的”衰變”中觀察到的，是由一個(gè)粲夸克和一個(gè)粲反夸克以及一個(gè)向上、一個(gè)向下和一個(gè)奇怪的夸克組成的五夸克。它是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)包含一個(gè)奇怪夸克的五夸克。這一發(fā)現(xiàn)具有高達(dá)15個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了粒子物理學(xué)中聲稱觀察到一個(gè)粒子所需的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。

第二種是一個(gè)帶雙電的四夸克。它是一種由一個(gè)粲夸克、一個(gè)奇怪的反夸克、一個(gè)上反夸克和一個(gè)下反夸克組成的開粲四夸克，在對(duì)帶正電和中性的B介子的衰變進(jìn)行聯(lián)合分析時(shí)，它和它的中性對(duì)應(yīng)物一起被發(fā)現(xiàn)。以6.5（雙電荷粒子）和8（中性粒子）個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義觀察到的新四夸克，代表著一對(duì)四夸克的首次被觀察到。