科学家发现了令人难以置信,属于四夸克(Tetraquark)奇异家族的新粒子。四夸克态是由四个夸克组成,因此相当独特。自然界中大部份粒子的组成不是三个夸克(如质子与中子)就是两个夸克。
这个粒子称为X(5568),是用费米国家实验室的万亿电子伏特粒子加速器(Tevatron particle accelerator,亦称正负质子对撞机)发现的。其质量与六个质子相近,是目前所知第一个由四种不同类型夸克组成的四夸克态粒子。在arXiv网站上可以看到这个发现结果的论文。
这个粒子是由DZero合作实验,使用费米国家实验室的正负质子对撞机发现的。实验于2011年结束,科学家在结束之后持续研究实验运作的几年间所产生的数十亿对撞数据。
DZero共同发言人Dmitri Denisov在一份声明中说:“我们起初不相信这是新的粒子。但我们进行许多交叉验证之后,发现这个东西无法用来源背景或是已知的程序来解释,因此应该是个新的粒子。”
夸克有六种类型:上夸克与下夸克(质子与中子的组成),魅夸克与奇夸克,顶夸克与底夸克,每一种都有自己的对等反物质,这十二种基本粒子可以产生数百种新粒子组合。
这些组合称为强子,通常有两类:重子(由三个夸克组成)和介子(由一个夸克与一个反夸克组成)。过去几年发现数个四夸克态,去年.欧洲核子研究组织CERN甚至发现了由五个夸克粒子组成的五夸克态。夸克无法单独存在。
自然界中没有四夸克态,第一个四夸克态是在八年前被组出来。虽然四夸克态的存在不违反物理定律,但科学家们尚未彻底了解四夸克态。X(5568)粒子是由上夸克、下夸克、奇夸克与底夸克组成,让科学家们更加困惑。
DZero共同发言人Paul Grannis说:“接下来的问题是要了解四夸克态是如何组在一起的。是四个夸克紧紧绑在一起成为一个球体,还是紧紧绑在一起的一对夸克围绕着另一对夸克。”
四夸克态的质量比重子或介子大很多,因此需要更多能量才能制造出来。CERN与未来的粒子撞击器也许可以看到更多四夸克态,也许四夸克家族会越来越多,与其他类的强子家族一样多。
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