大型强子对撞机10年内发现59个新强子，有助科学家进一步揭示物质的秘密

科技日报记者 刘霞

2012年，大型强子对撞机（LHC）发现“上帝粒子”希格斯玻色子，一举成名天下知！据欧洲核子研究中心（CERN）网站3日报道，除这一让其彪炳史册的重大发现外，在过去10年间，LHC还发现了59个新强子，有助科学家进一步揭示物质的秘密。

强子并非基本粒子，早在上世纪60年代，科学家们就已在加速器和宇宙线实验中发现了100多种强子。1964年默里·盖尔曼和乔治·茨威格分别独立提出夸克模型：所有强子都是由“夸克”组成的复合粒子。夸克是科学家认为不能再分割的一种基本粒子，强子中最稳定的是质子和中子，质子和中子分别由两个上（下）夸克和一个下（上）夸克组成。

与德米特里·门捷列夫创建元素周期表150多年后研究人员仍在不断发现新同位素一样，很多粒子物理学家也致力于追寻并研究夸克可能形成的各种新复合态。

尽管科学家们在不断深入研究的基础上，提出了量子色动力学（QCD），以描述强子内部夸克之间的相互作用，但他们仍然无法准确预测夸克如何“成群结队”形成强子。

此外，盖尔曼在1964年发表的关于夸克的论文中，也描述了包含三个以上夸克的粒子出现的可能性，而这也在日后获得证实——科学家们历经数十年努力，终于在实验中确认了第一个由四个夸克组成的强子以及第一个由五个夸克组成的强子。

LHC发现的这59个强子可谓形态各异：有些由五个夸克组成、有些由四个夸克组成，有些则是重子（由三个夸克组成）和介子（由夸克-反夸克对组成）的高能（激发）态。

这些新粒子的出现及对其性质展开测量提供的数据，为科学家们验证夸克模型的极限提供了重要信息，使他们能进一步了解强相互作用，验证理论预测并精调模型。而且，这些数据对于在LHC上进行的研究尤其重要，因为强子对撞时出现的绝大多数情况都与强相互作用有关。科学家们对强相互作用的理解越透彻，就越能精确模拟这些碰撞，也就越有可能发现与预期不一致的地方，从而更好地找到新物理学的“蛛丝马迹”。

2012年，盖尔曼教授在LHC内，他于1969年获得诺贝尔物理学奖。图片来源：CERN网站

编辑：张琦琪

审核：朱丽