研究人员发现了第一个开式四夸克

2022-01-19 22:44:00柴容勤导读欧洲核子研究组织(CERN)的研究LHCb实验开发出了一种寻找夸克奇特组合的倾向，这些奇异的发现组合使基本粒子聚集成了我们所熟悉的质子和中子等复合粒

欧洲核子研究组织(CERN)的LHCb实验开发出了一种寻找夸克奇特组合的倾向，这些奇异的开式夸克组合使基本粒子聚集成了我们所熟悉的质子和中子等复合粒子。特别是研究，LHCb观察到了几个四夸克，发现顾名思义，开式夸克它们是研究由四个夸克(或者说是两个夸克和两个反夸克)组成的。观察这些不寻常的发现粒子有助于科学家提高对强力的认识，强力是开式夸克宇宙中四种已知的基本力之一。在几乎于8月12日举行的研究CERN研讨会上，LHCb宣布了质量为2.9 GeV /c²的发现全新四方夸克的第一个迹象：第一个只有一个夸克夸克的此类粒子。

最早预测于1964年存在的开式夸克科学家，已经在实验室中观察到六种夸克(及其反夸克)：上，研究下，发现魅力，开式夸克奇异，顶部和底部。由于夸克不能自由存在，它们会聚在一起形成复合粒子：三个夸克或三个反夸克像质子一样形成“重子”，而夸克和反夸克则形成“介子”。

大型强子对撞机(LHC)的LHCb检测器专门用于研究B介子，该介子包含底部或底部。在大型强子对撞机质子-质子碰撞中产生后不久，这些重介子转变为“衰变”为各种较轻的粒子，它们自身可能会经历进一步的转变。LHCb科学家在这种衰变中观察到了新的四夸克的迹象，其中带正电的B介子转变为正D介子，负D介子和正介子：B + →D + D - K +。到目前为止，他们在LHCb检测器已记录的所有数据中研究了大约1300个用于此特定转换的候选对象。

行之有效的夸克模型预测，一些d的+ d -对在这一转变可以是中间的结果颗粒-如ψ(3770)介子-仅清单暂时：乙+ →ψ(3770)K + →D + D − K +。但是，理论上并不能预测介子状的中间物会导致D - K +对。因此，LHCb惊讶地发现其数据中有一个清晰的带，对应于一个中间状态转换为D - K + 对的质量约为2.9 GeV /c²，约为质子质量的三倍。

数据被解释为四个夸克的新奇特异态的第一个征兆：防暴，上升，下降和反怪异(古怪)。LHCb观察到的所有以前的类似四夸克的状态始终都具有一个“魅力-抗伤害”对，从而导致净零“魅力”。新观察到的状态是首次看到包含唯一魅力的四夸克，被称为“开放式”四夸克。

LHCb分析的负责人丹·约翰逊(Dan Johnson)说：“当我们第一次看到数据中的多余数据时，我们就认为有一个错误。” “经过多年的数据分析，我们接受了确实令人惊讶的东西!”

为什么这很重要?碰巧的是，关于夸克到底是什么的问题，陪审团还没有定下来。一些理论模型赞成四夸克是一对暂时分开结合在一起的“介子”分子的概念，而另一些模型则倾向于将它们视为四个粒子的单个内聚单元。识别新型四夸克并测量其性质，例如它们的量子自旋(它们的固有空间取向)和它们的奇偶性(它们如何在类似镜面的转变中出现)，将有助于更清晰地描绘这些亚原子域的外来居民。约翰逊补充说：“这一发现还将使我们能够在全新的领域内对我们的理论进行压力测试。”

虽然LHCb的观测是重要的第一步，但仍需要更多数据来验证B +衰变中观察到的结构的性质。LHCb的合作还将期待从其他专门的B物理实验(如Belle II)对他们的发现进行独立验证。同时，大型强子对撞机继续为实验家和理论家提供令人兴奋的新成果。