CERN發現新型四夸克粒子

歐洲核研究組織（CERN）的大型強子對撞機（LHCb）最近發現一種新的四夸克粒子X（6900），由兩個粲夸克和兩個反粲夸克組成。

夸克是構成質子和中子的亞原子粒子，通常兩個或者三個一組。兩個夸克組成介子，三個夸克組成重子。質子和中子是人們最熟悉的三夸克粒子。夸克有六個味態，包括上（up）、下（down）、頂（top）、底（bottom）、粲（charm）和奇（strange）。每種夸克有它們對應的反粒子。

1964年，美國物理學家蓋爾曼（Murray Gell-Mann）和茨威格（George Zweig）提出，理論上應該有可能，在介子或重子的基礎上，加入成對的夸克和反夸克組成四夸克、或五夸克粒子。但是直到五十年後，科學家才拿出確鑿的證據。

2014年4月，大型強子對撞機發現了由四個夸克組成的Z（4430）+。一年後，2015年又發現了Pc（4450）+和Pc（4380）+兩種五夸克粒子。四位數字代表粒子與質子的質量比，也就是說這兩種粒子質量是質子的四倍多。

「四夸克粒子已經很少見，這次發現的粒子由四個同類型的重夸克組成，即兩個粲夸克和兩個反粲夸克。」LHCb合作組發言人說，「在此之前，LHCb和其他實驗組所發現的四夸克內最多都只有兩個重夸克，從未發現兩個以上同類的夸克。」

統計學上要求顯著水平為5才能宣佈發現一種新粒子，這次數據的顯著水平已經超過這個閥值。而且研究者稱它的質量與理論預測的四個粲夸克粒子的質量相符。

「這些怪異的重粒子提供了極端的、但從理論上看又很簡單的實例，用於檢驗解釋像質子或中子這類普通物質粒子特性的模型。」

這項發現近期發表在論文預印網arXiv.org上。◇

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