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ATLAS合作组首次观测到Bc*+矢量介子激发态,统计显著性超八个标准差

在2026年大型强子对撞机物理会议上,欧洲核子研究中心(CERN)ATLAS合作组宣布首次观测到一种新的激发态粒子——Bc*+矢量介子,这是Bc+介子家族中最轻微的激发态。

已知大多数介子由轻夸克组成,而新发现的Bc+包含两个重夸克——底反夸克(b̄)和粲夸克(c)。与基态Bc+介子中两个夸克自旋方向相反不同,Bc+中夸克自旋对齐,因此属于"矢量"介子。

寻找这一粒子的主要难点在于基态与激发态之间的质量差异仅约64.5 MeV,由此产生的光子能量极低,常规探测器无法直接捕捉,会淹没在大量碰撞信号中。ATLAS合作组采用了一种间接方法:探测那些与探测器材料相互作用后转化为电子-正电子对的光子,利用带电粒子在内部径迹探测器中的轨迹重建出"不可见"光子的能量。联合核子研究所核问题实验室研究员塔季扬娜·柳布什金娜对这一方法进行了解释。

该发现的统计显著性大于八个标准差,远超微观物理学中五个标准差的可靠性门槛,意味着统计误差或随机波动导致该结果的可能性极低。

这项发现为描述重强子质量谱的理论模型提供了新信息,由两个不同味重夸克组成的Bc*+系统也为以更高精度检验量子色动力学理论计算提供了理想平台。实验数据分析工作由联合核子研究所核问题实验室和信息技术实验室的物理学家完成,其中列昂尼德·格拉迪林、塔季扬娜·柳布什金娜及伊戈尔·亚历山德罗夫领导的事件索引小组参与了关键分析。相关成果已发表于arXiv:2605.16228。


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