欧洲核子研究中心 与新的四夸克有关的带转变成质量为2的D和K+
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信用:HCb合作/欧洲核子研究中心 欧洲粒子物理研究所(CERN)的大型强子对撞机(LHCb)实验已经形成了一种寻找奇异夸克组合的倾向，这些基本粒子聚集在一起，形成了我们更熟悉的质子和中子等复合粒子
特别是，LHCb观察到了几个四夸克，顾名思义，它们由四个夸克(或者更确切地说是两个夸克和两个反夸克)组成
观察这些不寻常的粒子有助于科学家提高我们对强力的认识，强力是宇宙中已知的四种基本力之一
在8月12日举行的欧洲粒子物理研究所研讨会上，大型强子对撞机宣布了质量为2的全新四夸克的首批迹象
9 GeV/c:第一个只有一个魅力夸克的粒子
科学家们在1964年首次预言了夸克的存在，并在实验室中观察到了六种夸克(以及它们的反夸克对应物):上夸克、下夸克、魅力夸克、奇异夸克、上夸克和下夸克
由于夸克不能自由存在，它们聚集在一起形成复合粒子:三个夸克或三个反夸克像质子一样形成“重子”，而一个夸克和一个反夸克形成“介子”
" 大型强子对撞机(LHC)上的大型强子对撞机(LHCb)探测器致力于研究B介子，B介子包含一个底部或一个反底部
在LHC质子-质子碰撞中产生后不久，这些重介子转变——或“衰变”——成各种较轻的粒子，它们本身可能会经历进一步的转变
LHCb的科学家在一次这样的衰变中观察到了新的四夸克的迹象，其中带正电荷的B介子转变为正D介子、负D介子和正kaon:B+→D+D-K+
总的来说，他们研究了LHCb探测器到目前为止记录的所有数据中大约1300个这种特殊转变的候选者
公认的夸克模型预测，在这种转变中的一些D+D对可能是中间粒子的结果——比如ψ(3770)介子——它们只是暂时出现:B+→ψ(3770)K+→D+D K+
然而，理论并没有预测介子样的中间体会导致D-K+对
因此，LHCb惊讶地发现，他们的数据中有一个清晰的带，对应于一个中间状态，转换成质量约为2的D-K+对
9千电子伏/立方厘米，约为一个质子质量的三倍
这些数据被解释为四个夸克新的奇异状态的第一个迹象:反伤害、上升、下降和反转移(c̄uds̄)
LHCb观察到的所有先前的四夸克态总是有一个魅力-反伤害对，导致净零“魅力味道”
新观察到的状态是第一次发现含有唯一魅力的四夸克，被称为“开放魅力”四夸克
“当我们第一次看到我们数据中的过剩时，我们认为这是一个错误，”领导大型强子对撞机分析的丹·约翰逊说
“经过多年对数据的分析，我们承认确实有令人惊讶的地方！” 为什么这很重要？碰巧的是，对于四夸克到底是什么，人们还没有定论
一些理论模型支持这样的观点，即四夸克是一对不同的介子，暂时结合在一起成为一个“分子”，而其他模型则倾向于将它们视为一个由四个粒子组成的单一凝聚单元
识别新种类的四夸克并测量它们的属性——比如它们的量子自旋(它们内在的空间取向)和宇称(它们在类似镜子的变换下是如何出现的)——将有助于描绘出亚原子领域这些外来居民的更清晰的图景
约翰逊补充道:“这一发现也将允许我们在一个全新的领域对我们的理论进行压力测试
" 虽然大型强子对撞机的观测是重要的第一步，但还需要更多的数据来验证在B+衰变中观测到的结构的性质
大型强子对撞机的合作还将期待对他们的发现进行独立的验证，这些发现来自其他专门的硼物理实验，如贝尔二号
与此同时，LHC继续为实验学家和理论家提供新的令人兴奋的研究结果
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