科學家發現新粒子:宇宙存在人類不熟的奇特態物質

2020-11-23 中國新聞網

科學家發現新粒子:宇宙存在人類不熟的奇特態物質

  如果說曾有人對Zc(3900)是否存在還有懷疑的話,北京譜儀(BESⅢ)實驗國際合作組的新發現——四夸克粒子Zc(4020)和Zc(4025)讓人們信服:宇宙中存在著我們仍不熟悉的奇特態物質。

  北京譜儀合作組發言人、中科院高能物理研究所沈肖雁研究員解釋,夸克是一種基本粒子,是構成物質的基本單元。在我們已知的物質世界中,強子(一種亞原子粒子,包括介子和重子)均是由2個或3個夸克組成的——傳統夸克模型認為,介子由1個夸克和1個反夸克組成,重子由3個夸克或3個反夸克組成。

  那麼,有沒有一種物質是由4個或更多夸克組成的?這是科學家們一直試圖揭開的謎題。

  2013年,北京譜儀合作組發現了四夸克物質Zc(3900)。這一發現被國際物理學頂級學術期刊、美國物理學會主編的《物理》雜誌評為當年該領域重要發現,在11個入選項目中位列第一。

  「Zc(4020)和Zc(4025)在完全不同的過程中被發現,而且具有與Zc(3900)類似的性質。這讓我們確認,Zc(3900)並不是由於特殊原因造成的偶然效應,宇宙中確實還存在著奇特態物質。」北京譜儀合作組物理協調人、中科院高能物理研究所苑長徵研究員說,「這是奇特態物質存在的重要實驗信息,對於豐富人類對物質基本結構的理解具有重要科學意義。」

  沈肖雁介紹,2014年2月以來,北京譜儀合作組已在4.6GeV採集1個月的數據,未來兩個月,將在4.42GeV採集數據,「這將是世界上最大的數據樣本,我們希望能夠對已發現的粒子的性質做進一步的研究,並希望有新的發現」。

  北京譜儀是一臺安放在北京正負電子對撞機上的大型通用探測器。當正負電子束流在譜儀中心發生對撞時,會產生很多不同的粒子,北京譜儀會「捕捉」到這些粒子供科學家們進行研究。發現新粒子、加深對物質結構的認識,是北京譜儀的重要研究目標之一。(記者齊芳)

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