曼彻斯特大学的本·罗宾逊 (右下)di-J/ψ候选者的二维分布及其在(左下)M(1)μμμ和(上)M(2)μμμ上的投影
存在四个分量，因为每个投影由信号和背景J/ψ和J/ψ候选组成
标签J/ψ1，2和bkg1，2分别代表M(1)、(2)μμμ分布中的信号和背景贡献
信用:欧洲核子研究中心 大型强子对撞机美丽项目首次观察到一种由四个魅力夸克组成的奇异粒子
LHCb合作观察到了一种前所未见的四夸克粒子
这一发现是在欧洲粒子物理研究所最近的一次研讨会上提出的，并在今天发表的一篇论文中进行了描述，很可能是物理学家以前从未发现过的一类粒子中的第一个
这一发现将有助于物理学家更好地理解夸克，一种基本粒子，是所有物质的基本组成部分
夸克聚在一起形成称为强子的复合粒子，其中包括质子和中子
这一突破性的新发现可以帮助科学家理解夸克结合在一起形成复合物的复杂方式
夸克通常三三两两地结合在一起形成强子
然而，几十年来，理论家们已经预言了四夸克和五夸克强子的存在，这两种强子有时被描述为四夸克和五夸克，近年来，包括LHCb在内的实验已经证实了其中几种奇异强子的存在
这些由不同寻常的夸克组合而成的粒子是研究四种已知自然力之一的理想“实验室”，这四种自然力是结合质子、中子和构成物质的原子核的强相互作用
强相互作用的详细知识对于确定新的、意想不到的过程是新物理学的标志还是仅仅是标准物理学也是必不可少的
“由四个夸克组成的粒子已经很奇特了，我们刚刚发现的粒子是第一个由四个相同类型的重夸克组成的粒子，特别是两个魅力夸克和两个魅力反夸克，”即将离任的LHCb合作发言人乔瓦尼·帕萨列娃说
“到目前为止，大型强子对撞机和其他实验只观察到最多含有两个重夸克的四夸克，没有一个含有两个以上相同类型的夸克
" 即将上任的伦敦大学商学院发言人，来自曼彻斯特大学的克里斯·巴夏礼说:“很高兴也很荣幸接任伦敦大学商学院发言人
这项合作包括来自19个不同国家的1400多名成员，这是一个共同努力推进我们科学目标的社区
曼彻斯特大学和英国的其他十所大学在合作中发挥了主导作用
“今天的发现开启了这本科学书中另一个激动人心的篇章，让我们能够在极端情况下研究物质粒子的理论
这个粒子是一个极端的例子——它是一个奇异的强子，包含四个夸克，而不是传统物质粒子中的两三个，也是第一个包含重夸克的粒子
“研究一个极端系统可以让科学家对我们的理论进行压力测试
通过对这种粒子的研究，以及我们希望在未来发现更多这类粒子的希望，我们将检验我们关于夸克如何结合的理论，夸克也控制着质子和中子
" LHCb团队使用粒子搜寻技术发现了新的四夸克，该技术在事件的平滑背景上寻找过量的碰撞事件，称为“碰撞”
研究人员筛选了大型强子对撞机第一次和第二次运行的完整LHCb数据集，这两次运行分别发生在2009年至2013年和2015年至2018年，他们检测到粒子质量分布中的一个肿块，由一个魅力夸克和一个魅力反夸克组成
这个碰撞具有超过五个标准差的统计意义，这是声称发现新粒子的通常阈值，它对应于由四个魅力夸克组成的粒子预计存在的质量
与以前的四夸克发现一样，新粒子是“真正的四夸克”，即四个夸克紧密结合在一起的系统，还是一对弱结合在分子状结构中的双夸克粒子，还不完全清楚
不管怎样，新的四夸克将帮助理论家测试量子色动力学模型，即强相互作用理论
这篇论文，J/ψ-对质谱中的结构观察，发表在arXiv预印本服务器上
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