CERN发现了前所未见的奇异粒子

大型强子对撞机美丽计划(LHCb)首次观测到一个由四个魅力夸克组成的奇异粒子。LHCb合作观察到了一种前所未见的四夸克粒子。这一发现在欧洲核子研究中心(CERN)最近的一次研讨会上公布，并在今天发表的一篇论文中进行了描述，很可能是物理学家以前从未见过的一类以前未被发现的粒子中的第一个。

这一发现将帮助物理学家更好地理解夸克，夸克是一种基本粒子，是所有物质的基本构件。夸克一起形成被称为强子的复合粒子，其中包括质子和中子。这一突破性的新发现现在可以帮助科学家理解夸克将自己捆绑在一起形成这些复合材料的复杂方式。

夸克通常三三两两地结合在一起，形成强子。然而，几十年来，理论家一直预测存在四夸克和五夸克强子，它们有时被描述为四夸克和五夸克，近年来，包括LHCb在内的实验已经证实了几个这样的奇异强子的存在。

这些由夸克的不同寻常的组合组成的粒子是研究已知的四种自然基本力之一的理想实验室，四种基本力是将质子、中子和构成物质的原子核结合在一起的强相互作用。对强相互作用的详细了解对于确定新的、意想不到的过程是新物理学的标志还是仅仅是标准物理学来说也是至关重要的。

LHCB合作即将离任的发言人乔瓦尼·帕萨列娃(Giovanni Passaleva)表示，由四个夸克组成的粒子已经很奇特了，我们刚刚发现的一个粒子是第一个由四个相同类型的重夸克组成的粒子，特别是两个魅力反夸克。到目前为止，LHCB和其他实验只观测到最多有两个重夸克的四夸克，没有观测到超过两个相同类型的夸克的四夸克。

即将上任的LHCB发言人，来自曼彻斯特大学的克里斯·帕克斯说：很高兴和荣幸接任LHCB发言人。该合作包括来自19个不同国家的1400多名成员，这是一个共同努力推动我们的科学目标的社区。曼彻斯特大学和英国其他十所院校在合作中发挥了主导作用。

今天的发现开启了这本科学书籍的另一个激动人心的篇章，使我们能够在极端情况下研究我们的物质粒子理论。这个粒子是一个极端的例子，它是一个奇异的强子，它包含四个夸克，而不是传统物质粒子中的两到三个夸克，而且是第一个包含重夸克的粒子。

研究极端系统可以让科学家对我们的理论进行压力测试。通过对这种粒子的研究，并希望在未来我们能在这一类中发现更多的粒子，我们将检验夸克如何结合的理论，该理论也适用于质子和中子。

LHCb团队使用粒子搜索技术发现了新的四夸克，这种技术是在一个平滑的事件背景上寻找过多的碰撞事件，也就是众所周知的碰撞事件。研究人员筛选了大型强子对撞机第一次和第二次运行的完整LHCb数据集，这两次运行分别发生在2009年至2013年和2015年至2018年，研究人员在粒子的质量分布中发现了一个凹凸，其中包括一个魅力夸克和一个魅力反夸克。

这个凸起的统计意义超过五个标准差，这是声称发现新粒子的通常阈值，它对应于预测存在由四个魅力夸克组成的粒子的质量。

与之前的四夸克发现一样，目前还不完全清楚这个新粒子是一个真正的四夸克，也就是一个由紧密结合在一起的四个夸克组成的系统，还是一对弱束缚在类分子结构中的两个粒子。无论哪种方式，新的四夸克都将帮助理论家测试量子色动力学的模型，也就是量子色动力学的理论。

这篇名为“J/ψ对质谱中的结构观察”的论文发表在Arxiv预印本服务器上。更多信息：J/ψ对质谱结构的观察，arxiv：2006.16957[hep-ex]arxiv.org/abs/2006.16957。

引用：在欧洲核子研究中心发现的以前从未见过的奇异粒子(2020年7月1日)从https://phys.org/news/2020-07-exotic-particle-cern.html检索到。

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