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难以捉摸的“奇异强子”现身

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:7

    难以捉摸的“奇异强子”现身

    图片来源:欧洲核子研究中心(CERN)

    强子是由夸克和反夸克(拥有和它对应的夸克相同的质量,但是电荷相反)构成的亚原子微粒,它们间通过将原子核内的质子结合在一起的“强力”相互作用。

    在瑞士的CERN(欧洲核子研究中心)中,大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)合作项目上的研究者——就在2012年同样难以捉摸的希格斯玻色子被发现的地方——于2014年4月14日公布,他们已经在前所未有的统计确定性程度上证实了一种新类型的强子的存在。

    “我们已经确定观察到了一种确凿无疑、而又非常奇特的状态——一种看起来像是由两个夸克和两个反夸克组成的粒子。”纽约雪城大学的高能物理学家,研究的合作领导者托马斯•思科瓦尼基(Tomasz Skwarnicki)在声明中说。该发现“会允许我们从一个新的角度看待强(力)相互作用物理学。”他补充道。

    粒子物理的标准模型允许两种强子的存在。其中“重子”(例如质子)由三个夸克组成,而“介子”由一个夸克-反夸克对组成。但是随着标准模型的发展,物理学家还预测了其他类型由不同组合的夸克和反夸克构成的强子,它随介子的衰变产生。

    思科瓦尼基说,在2007年,一个名为贝尔合作团队(Belle Collaboration)的科学家小组曾利用位于日本的粒子加速器发现一种称为Z(4430)的奇异粒子的迹象,它正是由两个夸克和两个反夸克组成。但是其中一些科学家认为他们的分析是“天真的”,而且缺乏有力的证据。

    几年后,名为BaBar的小组利用一种看起来更为复杂的分析方法来解释不存在奇异强子的数据。

    “BaBar并没有证明Belle的测量和数据分析是错误的”,思科瓦尼基说,“他们只是觉得,根据他们的数据,无需假定这个粒子的存在。”

    于是,原先的团队运用更为严密的数据分析方法发现了该粒子存在的强有力证据。

    现在,LHCb团队研究了来自于大型强子对撞机(Large Hadron Collider)——世界上最大、能量最高的粒子加速器中180万亿质子-质子碰撞的数据中选出的25000个介子衰变事件的数据。他们同时采用了Belle和BaBar团队的方法分析数据,证实了该粒子真实存在且是一个奇异的强子。

    该粒子确实存在的实验结果是“无可争辩的”,且不仅仅是一些主观臆测,Skwarnicki说。

    他的同事,CERN的谢尔登•斯通(Sheldon Stone)也称赞了这个进展,他说“最终证明了我们长久以来认为就在那里的东西,这真是太棒了!”

    (撰文 塔尼娅•路易斯(Tanya Lewis) 翻译王兴昌 审校 李伯勋)

    原文链接:

    https://www.livescience.com/44827-exotic-hadron-particles-confirmed.html

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