强子|欧核中心发现迄今“最长寿”奇异粒子

据欧洲核子研究中心（CERN）官网近日报道，该中心大型强子对撞机底夸克（LHCb）实验团队在7月30日的欧洲物理学会高能物理会议上宣布，他们发现了一种新物质粒子Tcc+ ，这个4夸克粒子是一种奇异强子，是迄今最“长寿”的奇异物质粒子，也是首个包含2个重夸克和2个轻反夸克的粒子，由2个粲夸克和1个反上夸克、1个反下夸克组成。这一发现有助对标准模型理论开展测试并揭示新现象。
【强子|欧核中心发现迄今“最长寿”奇异粒子】夸克理论是粒子物理学标准模型的关键组成部分。该理论认为，夸克是一种基本粒子，被认为不能再分割，存在上、下、粲、奇、底和顶6种夸克，它们都拥有自己的反物质。夸克和反夸克结合会形成“强子” 。强子分两类：由3个夸克构成的“重子”（包括质子和中子）和由夸克、反夸克组成的“介子” 。
近年来，科学家们发现了一些奇异强子——由4个或5个夸克组成的粒子，其中一个4夸克粒子由2个粲夸克和2个反粲夸克组成，而Tcc+是首个包含2个粲夸克而没有反粲夸克的4夸克粒子。
Tcc+还是首个由2个重夸克和2个轻反夸克组成的粒子。这种粒子会衰变成一对介子，每个介子由1个重夸克和1个轻反夸克组成。有理论指出，这类4夸克的质量应该非常接近2个介子的质量之和，质量接近使衰变变得困难，导致粒子“寿命”更长。事实上， Tcc+是迄今发现的“寿命”最长的奇异强子。
这一发现为寻找同类重粒子（1个或2个粲夸克被底夸克取代）铺平了道路，而拥有2个底夸克的粒子拥有独特的性质：根据计算，其质量应该小于任何一对B介子的质量之和，这就导致粒子无法通过强相互作用衰变，而必须通过弱相互作用衰变，从而使其寿命比以前观察到的任何奇异强子都长几个数量级。
研究人员表示，进一步研究Tcc+的性质将是对现有理论模型的严格测试，甚至探测到新效应。
总编辑圈点
当物质被“撞”得越来越小，究竟会撞出什么？这些年，借助欧洲大型强子对撞机，科学家们撞出了不少有意思的粒子。比如仅5夸克粒子就发现不止一种，如今又发现迄今最“长寿”的新物质粒子。每发现一种全新的粒子，就为科学家带来一串新的问题，包括它们的内部结构到底是怎样的，还有没有类似的同伴等等。在探寻这些问题的同时，我们对物质世界的认知又掀开了新的一角。采访人员刘霞