五夸克粒子的“艺术照”。图片来源:欧洲核子研究中心


科学家们在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上发现了一种新粒子,其被称为“奇异的五夸克”。研究团队表示,发现这样的奇异粒子有助他们理解夸克是如何结合形成复合粒子的。相关论文刊发于17日出版的《物理评论快报》杂志。

科学家们认为,夸克是不能再分割的基本粒子,目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、底夸克和顶夸克6种。夸克通常“三五成群”形成强子,比如重子(由3个夸克组成的质子和中子等)和介子。但更多夸克也能“成群结队”形成“四夸克态”和“五夸克态”。

此前,物理学家也发现了几种“四夸克态”。2022年7月,LHC上底夸克探测器(LHCb)实验合作组宣称,发现了一种“五夸克态”。

在最新研究中,科学家们通过以极高的能量让两束质子发生对撞,从而发现了这一新粒子,最新发现的五夸克粒子包含一个奇异夸克。

团队成员之一、意大利米兰大学伊莉莎贝塔·斯帕达罗·诺雷拉指出,质子和中子等常见的强子通常由两到三个夸克组成,他们最新发现的“五夸克态”非常奇特。

诺雷拉表示,科学家们发现了越来越多“四夸克态”和“五夸克态”,这些研究就像是粒子领域的“文艺复兴”,科学家们收集的证据越来越多,也越能研究更复杂的衰变,研究这些奇异的夸克态很重要,因为它们有助于揭示夸克在粒子内部的结合情况。