大型強子對撞機團隊發現第三種「五夸克」粒子

科技日報記者 劉霞

記者從清華大學工程物理系副教授張黎明處獲悉，他所在的大型強子對撞機（LHC）LHCb團隊近日發現了第三種「五夸克」（pentaquarks）粒子。新結果有望進一步揭示夸克理論的諸多奧秘。

此前，五夸克態的物質存在，只停留在理論階段，2015年，LHCb宣布發現首個「五夸克」粒子。如今，該團隊在對該五夸克粒子進行檢查時發現，它已一分為二。原來，最初的五夸克實際上是兩個獨立的五夸克（被稱為第一種和第二種五夸克粒子），它們質量相近，宛若一個粒子。

「五夸克」粒子中夸克分布藝術圖。圖片來源：美國《新聞周刊》網站

張黎明對記者說：「我們現在擁有的數據比2015年多十倍，這使我們能看到更精細的結構。此次我們發現的第三種五夸克，質量略小於前兩種。但三者都由一個底、兩個頂、一個粲和一個粲反夸克組成。」

夸克理論是粒子物理學標準模型的關鍵組成部分。該理論認為，存在上、下、粲、奇、底和頂6種夸克，它們都擁有自己的反物質。夸克和反夸克結合會形成「強子」。強子分兩類：由3個夸克構成的「重子」（包括質子和中子）和由夸克、反夸克組成的「介子」。

據張黎明介紹，科學家也提出了其他更奇特的夸克組合，比如，由兩個夸克和兩個反夸克組成的四夸克（tetraquarks）粒子，以及由四個夸克和一個反夸克組成的五夸克粒子。

那麼，已經被發現的三種「五夸克」內部結構如何？它們是五個夸克均勻混合？還是由一個重子和一個介子粘在一起形成的鬆散「分子」？團隊目前傾向於後者。

張黎明說：「新發現使我們對五夸克態的理解又進了一步。五夸克的內部結構無法直接測量，需要理論學家和實驗學家共同努力。我們將進一步測量這3個五夸克粒子的更多性質（如自旋等），為其尋找更多『同伴』，研究其性質可以讓我們更好地理解物質構成的秩序。」

來源：科技日報

編輯：陳小柒

審核：王小龍

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