大型強子對撞機“揪出”四個新型四夸克態 助力揭示物質秘密

據歐洲核子研究中心(CERN)網站近日報道，該中心大型強子對撞機(LHC)上底夸克探測器(LHCb)實驗合作組宣布，他們發現了四個新型四夸克態。此外，CERN同時宣布，包括最新“出爐”的這四個粒子在內，過去10年間，科學家在LHC上新發現的強子數已達59個，這有助他們進一步揭示物質的秘密。

LHCb合作組在提交預印本網站上的論文中稱，他們在對撞中心能量分別為7、8和13太電子伏特(TeV)的實驗中發現了上述四個四夸克態，它們均由四種不同的夸克組成。由北京大學核物理與核技術國家重點實驗室高原寧院士、清華大學工程物理系張黎明副教授和楊振偉副教授等組成的聯合研究團隊對此發現作出了突出貢獻。

夸克是科學家們認為不能再分割的一種基本粒子，目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、底夸克和頂夸克六種。1964年，美國物理學家默里·蓋爾曼和喬治·茨威格分別獨立提出夸克模型：所有強子都是由“夸克”組成的復合粒子。強子包括重子(由三個夸克組成，如質子和中子等)和介子(由正反夸克對組成)。他們同時也提出了包含三個以上夸克的粒子出現的可能性。

與德米特里·門捷列夫創建元素周期表150多年后研究人員仍在不斷發現新同位素一樣，粒子物理學家也一直致力于追尋并研究夸克可能形成的各種新復合態。歷經數十年努力，他們終于在實驗中確認了首個由四個夸克組成的強子以及首個由五個夸克組成的強子，將人們對物質結構的認識不斷推向新高度。

LHC發現的這59個新強子可謂形態各異：有些由五個夸克組成、有些由四個夸克組成，有些則是重子和介子的高能(激發)態。

CERN網站的報道指出，這些新粒子的出現及對其性質展開測量獲得的數據，為科學家們驗證夸克模型的極限提供了重要信息，使他們能進一步了解強相互作用，驗證理論預測并精調模型。而科學家們對強相互作用理解得越透徹，就越有可能發現新物理學的“蛛絲馬跡”。

(劉霞)