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过去十年LHC上新发现强子数已达59个 有助科学家揭示物质奥秘

CERN LHC 夸克 强子对撞机 粒子
发布:2021-03-19 10:44:01     来源:科技日报

据欧洲核子研究中心(CERN)网站近日报道,该中心大型强子对撞机(LHC)上底夸克探测器(LHCb)实验合作组宣布,他们发现了四个新型四夸克态。此外,CERN同时宣布,包括最新“出炉”的这四个粒子在内,过去10年间,科学家在LHC上新发现的强子数已达59个,这有助他们进一步揭示物质的秘密。

LHCb合作组在提交预印本网站上的论文中称,他们在对撞中心能量分别为7、8和13太电子伏特(TeV)的实验中发现了上述四个四夸克态,它们均由四种不同的夸克组成。由北京大学核物理与核技术国家重点实验室高原宁院士、清华大学工程物理系张黎明副教授和杨振伟副教授等组成的联合研究团队对此发现作出了突出贡献。

夸克是科学家们认为不能再分割的一种基本粒子,目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、底夸克和顶夸克六种。1964年,美国物理学家默里·盖尔曼和乔治·茨威格分别独立提出夸克模型:所有强子都是由“夸克”组成的复合粒子。强子包括重子(由三个夸克组成,如质子和中子等)和介子(由正反夸克对组成)。他们同时也提出了包含三个以上夸克的粒子出现的可能性。

与德米特里·门捷列夫创建元素周期表150多年后研究人员仍在不断发现新同位素一样,粒子物理学家也一直致力于追寻并研究夸克可能形成的各种新复合态。历经数十年努力,他们终于在实验中确认了首个由四个夸克组成的强子以及首个由五个夸克组成的强子,将人们对物质结构的认识不断推向新高度。

LHC发现的这59个新强子可谓形态各异:有些由五个夸克组成、有些由四个夸克组成,有些则是重子和介子的高能(激发)态。

CERN网站的报道指出,这些新粒子的出现及对其性质展开测量获得的数据,为科学家们验证夸克模型的极限提供了重要信息,使他们能进一步了解强相互作用,验证理论预测并精调模型。而科学家们对强相互作用理解得越透彻,就越有可能发现新物理学的“蛛丝马迹”。

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