三角奇点的首个证据？
在更进一步探讨这项新发现前，我们有必要先来回顾一下夸克。我们知道夸克有6种味，分别为上（u）、下（d）、粲（c）、奇（s）、底（b）、顶（t），它们各自有与之对应的携带相反电荷的反物质粒子。
根据一些简单的规则，夸克可以互相结合，形成一种名为强子的复合粒子，比如一个夸克和一个反夸克可以组成介子，三个夸克结合在一起可以组成重子（如质子、中子）。
除了介子和重子外，夸克还可能以其他方式组合，例如两个夸克和两个反夸克可以组成四夸克态。近年来，物理学家已经发现了存在四夸克态的确凿证据。这里，我们要提到的是欧洲核子中心（CERN）在2015年的一项耐人寻味的发现。
今年7月份，物理学家宣布发现了一个新的四夸克态，由两个粲夸克、一个反上夸克和一个反下夸克组成。| 图片来源：D. Dominguez/CERN
COMPASS（结构和光谱学用普通介子和质子装置）是在CERN进行的一项实验，其实验目的是为了研究强子的结构和光谱。在COMPASS的实验中，涉及到了一种名为π介子的粒子。π介子由一个夸克和一个反夸克构成，强力会将π介子内的夸克和反夸克粘在一起。
与其他三种基本力（引力、电磁力、弱力）相比，强力有一个非常迷人的特点：它的强度并不会随着距离的增加而减弱，而是会随着夸克间的距离的增加而增强。这有点类似于橡皮筋在被拉伸时的拉力——拉得越开，力就越强。
在实验中，研究人员选择在一个名为超级质子同步加速器的加速器中，将π介子加速到接近光速的速度。接着，将π介子与氢原子核相撞，就会产生非常强烈的冲击，从而打破夸克之间的强力键，导致“橡皮筋断裂”。这个过程会释放出所有被压抑的能量，这些能量会转化成物质，产生新的粒子。
2015年，在分析了COMPASS探测器所记录到的5000万次这样的碰撞之后，研究人员发现了不同寻常的信号。信号表明，在发生碰撞之后，有一种短暂存在的奇异粒子产生了。当时，他们认为这种新的粒子是由四个夸克组成的，而且它是一个很不稳定的四夸克态，会随即衰变成其他的东西。研究人员将这种粒子命名为a₁(1420)。
然而，新的分析表明，COMPASS发现的a₁(1420)信号其实不是新的奇异强子，而是三角奇点的首个观测证据。
三角奇点的图示。这一过程之所以被命名为三角奇点，是因为在费曼图中，它的次级衰变产物会与初级衰变产物融合，产生一个三角。| 图片来源：Bernhard Ketzer/Uni Bonn
新研究指出，正是两个K介子之间的短暂的夸克交换，产生了看起来就像是由一个四夸克发出的信号。在这种情况下，两个K介子交换夸克后，形成了三角形的两个角，而它们交换的夸克粒子形成了三角的第三个角。在这种情况下，描述亚原子粒子间的相互作用的数学方法就失效了。这些特征正是“三角奇点”名字的由来。
#创作团队：
文：二宗主
#参考来源：
https://www.livescience.com/first-evidence-triangle-singularity
https://cerncourier.com/a/compass-points-to-triangle-singularity/
https://www.uni-bonn.de/en/news/200-2021
#图片来源：
封面图：Merlin lightpainting / Pexels