中国团队利用欧洲大型强子对撞机发现新粒子

欧洲核子研究中心日前发布公报说，该机构大型强子对撞机上的底夸克探测器（LHCb）合作组发现一种全新粒子。它由2个粲夸克和1个下夸克组成，是单电荷“双粲重子”。新发现有助于物理学家更好地理解强相互作用对于形成质子、中子及其他复合粒子所起的作用。

记者从中国科学院大学物理科学学院获悉，这项成果由该学院何吉波教授团队主导完成，已于正在意大利拉蒂勒举行的聚焦物理学研讨的莫里翁会议上公布。

LHCb合作组此次公布的新粒子，使欧洲核子研究中心大型强子对撞机各实验发现的强子总数增至80种。这种新粒子结构与质子相似，但由2个更重的粲夸克取代了质子中的2个上夸克，因此其质量增至质子的4倍。

LHCb合作组发言人温琴佐·瓦尼奥尼表示：“这一结果将有助于理论物理学家检验量子色动力学模型。量子色动力学是描述强相互作用的理论，它不仅解释了夸克如何构成传统的重子和介子，也解释了它们如何形成四夸克态或五夸克态等奇特强子。”

据介绍，夸克是构成物质的基本单元，共有6种类型：上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克和底夸克，前三种较轻，后三种较重。它们通常以2个或3个为一组通过强相互作用结合，分别形成介子和重子，统称为强子。人们熟知的质子、中子都是重子。

2017年，LHCb合作组曾报告发现双电荷“双粲重子”，由2个粲夸克和1个上夸克组成，其中的上夸克是它与此次发现的新粒子的区别，新粒子的对应位置是下夸克。尽管二者非常相似，但由于复杂的量子效应，新粒子的预测寿命比双电荷“双粲重子”短得多，观测难度也更大。