在近日举办的大型强子对撞机物理学会议上，ATLAS合作组织报告称首次观测到一种性质与Bc*+介子一致的新粒子。该粒子是Bc+介子的激发态，两者均由一个粲夸克和一个底反夸克组成。至此，大型强子对撞机发现的新粒子数量已达82种。
尽管经过数十年研究，强核力的许多方面仍知之甚少，尤其是它如何将夸克结合在一起。由重夸克(如底夸克和粲夸克)构成的粒子可为检验强核力理论模型提供重要实验平台。物理学家对Bc介子尤为关注，因为研究组成粒子质量差异巨大的系统可为理解粒子间相互作用动力学提供独特视角。
这种新发现的Bc+介子族激发态成员在大型强子对撞机的高能质子-质子碰撞中产生，随后迅速衰变为一个Bc+介子和一个光子。探测到该光子及Bc+介子的衰变产物，可为研究人员提供Bc+介子存在的证据。主要挑战在于，Bc+介子的预期质量仅比Bc+介子略大，衰变产生的光子能量非常低，无法通过常规方法轻易探测。
为此，研究人员未采用标准的光子识别方法，而是在ATLAS径迹探测器中寻找转化为电子-正电子对的光子。这些转化产生的径迹会留下密集排列的带电粒子径迹，源自一个与初始质子-质子碰撞点相距较远的共同点，横向动量可低至100 MeV，远低于ATLAS分析中通常研究的动量范围。研究人员采用了专门的径迹重建程序来重建这些光子，从而识别出Bc*+介子。
测得的Bc*+介子与Bc+介子之间的质量差为64.5±1.4 MeV。该结果在现有理论预期范围内，但与最新的高精度现代计算结果略有偏差。这一结果为描述包含较重夸克的粒子质量的理论模型提供了新的实验数据，有助于加深对强核力的理解。
