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大型強子對撞機CMS合作組發現新的四誇克粒子家族

發布時間:2022-07-11 15:59:00來源: 科技日報

  科技日報南京7月10日電 (記者金鳳)記者10日從(cong) 南京師範大學獲悉,在9日舉(ju) 行的第41屆國際高能物理大會(hui) 上,歐洲核子研究中心大型強子對撞機(LHC)的緊湊介子線圈(CMS)合作組報告,他們(men) 發現了一個(ge) 可能由4個(ge) 粲誇克組成的奇特粒子家族。

  “清華—南師”CMS組負責人、南京師範大學教授易凱代表CMS合作組介紹,這些粒子內(nei) 部可能由4個(ge) 同一種重味誇克組成,物理圖像相對簡單而利於(yu) 理解。“這是中國實驗團隊首次在LHC上主導觀測到可能的全粲四誇克粒子,也是中國首次在CMS實驗上主導新粒子的發現。”易凱說。

  誇克是一種基本粒子,目前已知有上誇克、下誇克、奇誇克、粲誇克、頂誇克、底誇克6種類型。“粒子一般由2—3個(ge) 誇克組成,例如介子由一個(ge) 誇克和一個(ge) 反誇克組成,而重子由3個(ge) 誇克或3個(ge) 反誇克組成,它們(men) 被稱為(wei) 傳(chuan) 統強子;但還有一類粒子可能由4個(ge) 、5個(ge) 誇克或者誇克膠子混合組成,因為(wei) 比較罕見,所以也被稱為(wei) 奇特強子。”易凱表示。

  理論學家在數十年前已預測到傳(chuan) 統的強子和奇特強子態的存在,然而直到最近20年,科學家才在實驗上觀察到較為(wei) 明確的四誇克態或五誇克態奇特強子。

  “但此前還沒有發現過全部由重味誇克組成的奇特強子家族,即粲誇克或底誇克組成的奇特粒子。”易凱說。

  基於(yu) 2016—2018年CMS采集的所有“質子—質子”對撞數據進行分析,CMS合作組隨後在兩(liang) 個(ge) 粲誇克偶素的不變質量譜中觀測到了一個(ge) 新的粒子家族。“其中的每一個(ge) 粒子可能由4個(ge) 同味重誇克組成,該家族中的3個(ge) 共振峰依據質量被暫時命名為(wei) X(6600)、X(6900)和X(7300)。X(6600)和X(7300)粒子均是在世界上首次被觀測到。”易凱說。

  “這是首次在實驗上觀測到可能由純重味誇克組成的奇特粒子家族。”易凱強調,“雖然近20年來,科學家們(men) 發現了幾十個(ge) 奇特強子,但這些奇特強子究竟是怎麽(me) 形成的,還是未解之謎。而此次研究發現的奇特粒子家族,誇克的組成方式相對簡單,我們(men) 就可以基於(yu) 這種相對簡單的組合方式,繼而理解這些粒子的形成模式。”

  易凱表示,CMS探測器收集的數據量大,也有很好的質量分辨率,預計將會(hui) 在這個(ge) 方向作出更多的貢獻。

  CMS合作組由50多個(ge) 國家、約240個(ge) 單位的4000多名成員組成,其中,中國組成員來自中國科學院高能物理研究所、北京大學、中國科學技術大學、北京航空航天大學、清華大學、南京師範大學等多個(ge) 單位。近年來,中國CMS組在希格斯粒子性質測量和多玻色子研究等方麵成績突出。

(責編: 陳濛濛)

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