新的四夸克被发现：第一次发现了四个相同味道的重夸克

原子粉碎机上有一种新的奇异亚原子粒子。参与欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机之美(LHCb)合作的物理学家发现了一种新形式的难以捉摸的四夸克粒子，称为四夸克，这是他们以前从未见过的。

科学家们说，新发现的粒子由四个相同味道的夸克组成，很可能是之前未发现的一类粒子中的第一个。

描述它的论文已经上传到arxiv上，还有待同行审查，但加入了越来越多支持奇异粒子存在的证据。

夸克是基本粒子，是物质的基本构件之一。质子和中子-构成所有可见物质(包括我们)的原子核中的亚原子粒子-各自包含三个夸克，它们被强大的核力捆绑在一起。

包含其他构型的粒子，如四夸克、五夸克和六夸克粒子，要罕见得多(六夸克粒子仍然是假设的)。这类粒子非常罕见，直到几年前我们才确认四夸克的存在。

夸克可以用几种不同的方式分类。有六种不同的口味，分别是上、下、上、下、奇怪和魅力。每种口味都有自己的反夸克粒子。它们有不同的质量--顶夸克、魅力夸克和底夸克都是重夸克。

新四夸克的构型做了两件我们以前从未见过的事情。它由四个相同味道的夸克组成，这四个夸克都是重夸克。

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，特别是两个魅力夸克和两个魅力反夸克。意大利国家核物理研究所的物理学家、即将离任的LHCB发言人乔瓦尼·帕萨列娃(Giovanni Passaleva)说。

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同类型夸克的四夸克。

这种不同寻常的粒子是通过回顾大型强子对撞机两次运行中收集和保留的数据发现的，第一次是从2009年到2013年，然后是经过重大升级后的2015年到2018年。

研究小组使用一种新的技术梳理了这些数据，以寻找新的粒子，这涉及到在碰撞事件中搜索过剩的粒子。研究人员在一种名为J/ψ介子的粒子中发现了这一过剩，这种粒子由两个夸克组成-一个魅力夸克和一个魅力反夸克。

像所有介子一样，J/ψ介子是不稳定的；它们在不到一秒的时间内衰变，这意味着它们很难直接探测到。我们能探测到的是J/ψ介子衰变成的µ子粒子，并以这种方式推断它们的存在。

但研究小组探测到的µ子粒子阵雨能量太高，不可能发生简单的J/ψ介子衰变。然而，有趣的是，他们在预测完全迷人的四夸克(因为这种粒子的类型是相当迷人的)的能量范围的中间是正确的，在声称发现新粒子的标准偏差阈值内。

在这个阶段，我们仍然不清楚四夸克是如何构成的。它们有可能是真正的四夸克，由紧密结合在一起的四个夸克组成。但也有可能它们是由一对弱束缚的双夸克粒子组成的。

同样的可能性也适用于五夸克和六夸克--它们由一对束缚的较小粒子组成，而不是一个紧密束缚的粒子。

发现更多这样的奇异粒子，以及更多种类的这种奇异粒子，比如这一新发现，可能有助于解开这个谜团。反过来，这可能会更多地揭示将夸克结合成质子和中子的强大核力，从而使物质得以存在。

英国曼彻斯特大学的粒子物理学家、LHCB新任发言人克里斯·帕克斯说，这些奇异的重粒子提供了极端但理论上相当简单的案例，用来测试模型，然后这些模型可以用来解释普通物质粒子的性质，比如质子或中子，粒子物理学家兼LHCB的新任发言人克里斯·帕克斯(Chris Parkes)说，这些粒子可以用来测试模型，然后这些模型就可以用来解释质子或中子等普通物质粒子的性质。

因此，看到它们第一次出现在大型强子对撞机的碰撞中是非常令人兴奋的。