全新四夸克粒子现身
全新四夸克粒子现身
近日，在欧洲物理学会在线会议上，美国锡拉丘兹大学粒子物理学家Ivan Polyakov展示了一个之前未知的、由4个夸克组成的奇异强子。根据荷兰国家亚原子物理研究所粒子物理学家Patrick Koppenburg的记录，这使得大型强子对撞机（LHC）捕获的强子数量达到了62个。
质子是已知的唯一在孤立状态下可以稳定的强子，中子只有在与原子核结合时才会稳定。所有其他强子都是通过其他粒子的碰撞而瞬间形成的，并在几分之一秒内衰变。因此，LHC通过引起质子之间的高能正面碰撞，创造了新型强子。
LHCb是容纳LHC的27公里圆形隧道中的4个巨型探测器之一，大多数新型强子都是被LHCb发现的，Polyakov宣布的粒子也不例外。通过筛选质子碰撞碎片的数据，Polyakov和俄罗斯理论实验物理研究所合作伙伴Vanya Belyaev发现了“四夸克”（一种四夸克强子）的预期特征，称为Tcc+。
研究人员表示，四夸克是极不寻常的，因为大多数已知的强子由2个或3个夸克组成。第一个四夸克是2003年日本高能加速器研究组织发现的。之前发现的四夸克很可能是一对普通的夸克双峰，像分子中的原子一样相互连接，但新发现的四夸克却很奇怪。以色列特拉维夫大学理论物理学家Marek Karliner认为，最新的四夸克可能是真正的、紧密结合的四夸克。
Belyaev表示，在自然界中，四夸克可能只存在于宇宙最初的瞬间，当时所有的物质都被压缩在一个极其狭窄的空间中。不过，重新创造它们有助于物理学家检验关于粒子如何通过强核力相互作用的理论。
科学家表示，数据精确地揭示了新粒子的属性。Belyaev说：“我的第一反应是我出错了。”例如，该粒子的质量大约是质子的4倍，其误差幅度比发现希格斯玻色子时高出近3000倍。Belyaev补充说，Tcc+可能“藏身”在LHC早期的数据中，但研究人员直到现在才发现它。
寻找新强子的工作将继续进行。Karliner说，有50个可能的2夸克强子，除了一个以外都被观测到了，还有75个可能的夸克三联体，其中近50个已经被观测到了。
此外，对于每种夸克组合，几乎有无限个可能的较重的“激发态”。例如，根据它们的自旋速度来区分，每一种都能被归为单独的粒子。Koppenburg说：“谁知道还有多少其他的状态隐藏在笔记本电脑的数据里。”但他也想知道，是否所有这些发现都应被视为离散粒子。“我认为我们需要一个更好的粒子定义。”（ 辛雨