記者從LHCb清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)獲悉，歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上的底夸克實(shí)驗(yàn)（LHCb）近日發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的奇異粲介子激發(fā)態(tài)，對(duì)其開展研究并測(cè)量性質(zhì)，將有助科學(xué)家更深刻地理解強(qiáng)相互作用的機(jī)制。
本次研究由LHCb國(guó)際合作組共同完成并發(fā)布，相關(guān)成果3月26日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。清華大學(xué)工程物理系博士研究生陳晨主導(dǎo)了具體分析工作，張黎明副教授和楊振偉副教授指導(dǎo)了此次發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
據(jù)陳晨介紹，LHCb清華團(tuán)隊(duì)利用LHCb實(shí)驗(yàn)在2016—2018年采集的質(zhì)子—質(zhì)子對(duì)撞數(shù)據(jù)，研究了底介子的一個(gè)四體衰變過(guò)程，觀測(cè)到一個(gè)全新的共振結(jié)構(gòu)，對(duì)其基本性質(zhì)展開測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，它與奇異粲介子的徑向激發(fā)態(tài)相符。新粒子質(zhì)量約為2590Mev（兆電子伏特），近乎質(zhì)子質(zhì)量的3倍，帶一個(gè)單位正電荷，且自旋為零，被命名為Ds0（2590）+。
粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為，夸克是組成物質(zhì)的基本粒子，包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、頂夸克、底夸克6種。夸克通過(guò)強(qiáng)相互作用束縛形成強(qiáng)子，強(qiáng)子包括介子與重子。重子由3個(gè)夸克組成，包括質(zhì)子和中子等；介子則由一個(gè)正夸克和一個(gè)反夸克組成，如奇異粲介子由一個(gè)粲夸克和一個(gè)奇異反夸克組成。
陳晨解釋說(shuō)：“相同夸克組成的系統(tǒng)構(gòu)成一類粒子，其中能量最低的稱為基態(tài)，其他為激發(fā)態(tài)，我們這次發(fā)現(xiàn)的就是奇異粲介子的激發(fā)態(tài)。實(shí)驗(yàn)上尋找強(qiáng)子激發(fā)態(tài)并測(cè)量它們的性質(zhì)，對(duì)驗(yàn)證理論模型和指導(dǎo)理論計(jì)算有重要意義。此外，這個(gè)奇異粲介子的質(zhì)量比理論預(yù)測(cè)小約70Mev，為何有這一差別仍需科學(xué)家們進(jìn)一步厘清。”（記者劉霞）
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