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欧洲核子研究组织报告观察五夸克粒子

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机物理学家报告称,发现了一类称为五夸克的粒子。 / em

“五夸克不仅仅是新的粒子,”LHCb发言人盖伊威尔金森说。 “它代表了一种聚合夸克的方式,即普通质子和中子的基本组成部分,这种模式在超过50年的实验搜索之前从未被观察过。研究它的性质可以让我们更好地理解普通物质,即我们所制造的质子和中子是如何构成的。“

我们对物质结构的理解在1964年发生了革命性的变化,当时美国物理学家Murray Gell-Mann提出一类称为重子的粒子,其中包括质子和中子,由三个部分带电的物体组成,称为夸克,另一类,介子,由夸克 - 反夸克构成。 Gell-Mann于1969年被授予诺贝尔物理学奖。这种夸克模型还允许存在其他夸克复合态,例如由四个夸克和反夸克组成的五夸克。然而,直到现在,还没有看到五夸克的确凿证据。

LHCb研究人员通过检查称为Λb(Lambda b)的重子衰变为三个其他粒子,一个J /ψ-(J-psi),一个质子和一个带电子的kaon来寻找五夸克态。研究J /ψ和质子的质量谱显示中间态有时涉及其生产。这些被命名为Pc(4450)+和Pc(4380)+,前者在数据中清晰可见为峰值,后者需要完全描述数据。

“受益于大型强子对撞机提供的大型数据集以及我们探测器的出色精度,我们已经检查了这些信号的所有可能性,并得出结论认为它们只能用五夸克状态来解释”,锡拉丘兹大学的LHCb物理学家Tomasz Skwarnicki说。 。

“更确切地说,这些国家必须由两个夸克,一个向下夸克,一个魅力夸克和一个反魅力夸克组成。”

早些时候已经搜索过五夸克的实验已经证明没有结果。 LHCb实验的不同之处在于它能够从多个角度寻找五夸克,并且都指出了相同的结论。就好像之前的搜索是在黑暗中寻找剪影,而LHCb在各个角度和各个角度进行搜索。分析的下一步是研究夸克在五夸克内如何结合在一起。

清华大学LHCb物理学家黎明章说:“夸克可以紧密结合,或者它们可以松散地结合在一种介子 - 重子分子中,其中介子和重子感受到与一种结合相似的残余强力质子和中子形成核。“

需要更多的研究来区分这些可能性,并看看还有哪些五夸克可以教给我们。 LHCb将在LHC run 2中收集的新数据将使这些问题取得进展。

该合作已经向“物理评论快报”杂志提交了一份报告这些发现的论文。

PDF研究副本:在Λ0b→J /ψK-p衰变衰变中观察与五夸克态相一致的J /ψp共振衰变

来源:CERN

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