歐核中心發現迄今“最長壽”奇異粒子
來源:科技日報
作者:劉霞
發布時間:2021-08-20
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  據歐洲核子研究中心(CERN)官網近日報道,該中心大型強子對撞機底誇克(LHCb)實驗團隊在7月30日的歐洲物理學會(hui) 高能物理會(hui) 議上宣布,他們(men) 發現了一種新物質粒子Tcc+,這個(ge) 4誇克粒子是一種奇異強子,是迄今最“長壽”的奇異物質粒子,也是首個(ge) 包含2個(ge) 重誇克和2個(ge) 輕反誇克的粒子,由2個(ge) 粲誇克和1個(ge) 反上誇克、1個(ge) 反下誇克組成。這一發現有助對標準模型理論開展測試並揭示新現象。

  誇克理論是粒子物理學標準模型的關(guan) 鍵組成部分。該理論認為(wei) ,誇克是一種基本粒子,被認為(wei) 不能再分割,存在上、下、粲、奇、底和頂6種誇克,它們(men) 都擁有自己的反物質。誇克和反誇克結合會(hui) 形成“強子”。強子分兩(liang) 類:由3個(ge) 誇克構成的“重子”(包括質子和中子)和由誇克、反誇克組成的“介子”。

  近年來,科學家們(men) 發現了一些奇異強子——由4個(ge) 或5個(ge) 誇克組成的粒子,其中一個(ge) 4誇克粒子由2個(ge) 粲誇克和2個(ge) 反粲誇克組成,而Tcc+是首個(ge) 包含2個(ge) 粲誇克而沒有反粲誇克的4誇克粒子。

  Tcc+還是首個(ge) 由2個(ge) 重誇克和2個(ge) 輕反誇克組成的粒子。這種粒子會(hui) 衰變成一對介子,每個(ge) 介子由1個(ge) 重誇克和1個(ge) 輕反誇克組成。有理論指出,這類4誇克的質量應該非常接近2個(ge) 介子的質量之和,質量接近使衰變變得困難,導致粒子“壽命”更長。事實上,Tcc+是迄今發現的“壽命”最長的奇異強子。

  這一發現為(wei) 尋找同類重粒子(1個(ge) 或2個(ge) 粲誇克被底誇克取代)鋪平了道路,而擁有2個(ge) 底誇克的粒子擁有獨特的性質:根據計算,其質量應該小於(yu) 任何一對B介子的質量之和,這就導致粒子無法通過強相互作用衰變,而必須通過弱相互作用衰變,從(cong) 而使其壽命比以前觀察到的任何奇異強子都長幾個(ge) 數量級。

  研究人員表示,進一步研究Tcc+的性質將是對現有理論模型的嚴(yan) 格測試,甚至探測到新效應。

  總編輯圈點

  當物質被“撞”得越來越小,究竟會(hui) 撞出什麽(me) ?這些年,借助歐洲大型強子對撞機,科學家們(men) 撞出了不少有意思的粒子。比如僅(jin) 5誇克粒子就發現不止一種,如今又發現迄今最“長壽”的新物質粒子。每發現一種全新的粒子,就為(wei) 科學家帶來一串新的問題,包括它們(men) 的內(nei) 部結構到底是怎樣的,還有沒有類似的同伴等等。在探尋這些問題的同時,我們(men) 對物質世界的認知又掀開了新的一角。


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