3个四夸克新粒子首次“现形”

科学日报，北京，7月7日(记者刘霞)——根据欧洲核子研究中心官方网站的信息，LHCb小组最近报道，他们发现了三个新的“奇怪”粒子，并通过分析从LHC获得的数据证实了第四个“奇怪”粒子的存在。这些“四胞胎”粒子都由四个夸克组成，但质量和性质不同。

1964年，美国物理学家默里·格尔曼和乔治·茨威格提出，所有强子(受强相互作用影响的亚原子粒子)都由几种称为夸克的粒子组成。然而，在一段时间内，科学家观察到的强子要么由一对夸克和反夸克(介子)组成；要么它由三个夸克(重子)组成。然而，在过去的10年里，几个科学小组已经发现了由超过三个夸克组成的粒子的证据。例如，2009年美国费米国家实验室的费米碰撞探测器小组发现了四个夸克粒子X(4140)。后来，LHC的紧凑型量子线圈(CMS)团队和费米实验室的三元电子伏特加速器泽罗实验团队也报道了类似的结果。

在最新的研究中，研究人员分析了LHC第一次运作(2010年至2012年)的全套数据，并详细分析了B+介子衰变为J/ψ、φ介子和K+介子的过程。除了再次发现X(4140)，他们还首次发现了三个质量更重的新粒子，并根据它们的质量分别命名为X(4274)、X(4500)和X(4700)。每个粒子由两个迷人的夸克和两个以独特方式排列的奇异夸克组成，成为第一个完全由重夸克组成的粒子家族。进一步的测量显示，每个粒子都有自己独特的内部结构、质量和量子数。

美国锡拉丘兹大学的物理学教授托马斯·斯克沃尔尼克说:“这是我们第一次发现这个家族。这将有助于我们澄清不同理论模型之间的差异。理论家也将使用测量结果来增强他们对粒子形成和物质基本结构的理解。”此外，去年7月，LHCb团队还首次发现了“五夸克”粒子。