在欧洲核子研究中心发现从未见过的异物

大型强子对撞机美女(LHCb)项目首次观察到由四个夸克夸克组成的奇异粒子。

与LHCb的合作已经观察到一种前所未有的四夸克颗粒。这一发现是在欧洲核子研究中心(CERN)最近一次研讨会上提出的，并在今天发表的一篇论文中进行了描述。

这一发现将帮助物理学家更好地理解夸克，夸克是一种基本粒子，是所有物质的基本组成部分。夸克在一起形成称为强子的复合粒子，其中包括质子和中子。这一突破性的新发现可以帮助科学家们现在了解夸克将它们自身结合在一起以形成这些复合物的复杂方式。

夸克通常以三三两两的形式组合在一起，形成强子。然而，几十年来，理论家已经预测到存在四夸克和五夸克强子，它们有时被描述为四夸克和五夸克，近年来，包括LHCb在内的实验已经证实了其中一些奇异的强子的存在。

这些由夸克不同寻常的组合制成的粒子是研究自然界中四种已知基本力之一的理想“实验室”，自然力是结合质子，中子和构成物质的原子核的强相互作用。对强相互作用的详细了解对于确定新的，出乎意料的过程是新物理学还是标准物理学的标志也很重要。

“由四个夸克组成的颗粒已经很奇特，我们刚发现的是第一个由四个相同类型的重夸克组成的，特别是两个魅力夸克和两个魅力反夸克，”即将卸任的发言人说。 LHCb合作，Giovanni Passaleva。“到目前为止，LHCb和其他实验只观察到四夸克最多带有两个重夸克，而没有一个夸克超过两个相同类型的夸克。”

即将到来的LHCb发言人，来自曼彻斯特大学的Chris Parkes表示：“很荣幸能接任LHCb发言人。此次合作包括来自19个不同国家的1400多名成员，这是一个共同致力于实现我们的科学目标的社区。曼彻斯特大学和英国其他十所院校在合作中起着主导作用。

“今天的发现开启了这本科学著作中又一章的激动人心的篇章，使我们能够在极端情况下研究物质粒子的理论。这种粒子是极端情况—它是一个奇异的强子，包含四个夸克，而不是其中的两个或三个。常规物质粒子，并且首先包含重夸克。

“研究极端系统使科学家能够对我们的理论进行压力测试。通过研究这种粒子，并希望我们将来能在此类中发现更多的粒子，我们将测试关于夸克如何结合并控制质子的理论和中子。”

LHCb团队使用粒子搜寻技术找到了新的四夸克，该技术在平稳的事件背景下寻找过多的碰撞事件(称为“碰撞”)。研究人员分别从2009年至2013年以及2015年至2018年进行的大型强子对撞机的第一次和第二次运行中筛选了完整的LHCb数据集，研究人员发现了由夸克构成的粒子质量分布发生了变化。和一个魅力夸克。

凸点的统计显着性超过五个标准偏差，这是声称发现新粒子的通常阈值，并且对应于预测存在由四个夸克夸克组成的粒子的质量。

与以前的四夸克发现一样，尚不清楚新粒子是否是“真正的四夸克”，也就是说，四个夸克紧密结合在一起的系统，还是一对以分子状结构弱结合的两个夸克粒子。无论哪种方式，新的四夸克都将帮助理论家测试强相互作用理论-量子色动力学模型。

论文《 J /ψ对质谱中的结构观察》发表在arXiv预印本服务器上。

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