科技日?qǐng)?bào)南京7月10日電 (記者金鳳)記者10日從南京師范大學(xué)獲悉，在9日舉行的第41屆國(guó)際高能物理大會(huì)上，歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的緊湊介子線圈(CMS)合作組報(bào)告，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可能由4個(gè)粲夸克組成的奇特粒子家族。

　　“清華—南師”CMS組負(fù)責(zé)人、南京師范大學(xué)教授易凱代表CMS合作組介紹，這些粒子內(nèi)部可能由4個(gè)同一種重味夸克組成，物理圖像相對(duì)簡(jiǎn)單而利于理解。“這是中國(guó)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)首次在LHC上主導(dǎo)觀測(cè)到可能的全粲四夸克粒子，也是中國(guó)首次在CMS實(shí)驗(yàn)上主導(dǎo)新粒子的發(fā)現(xiàn)。”易凱說。

　　夸克是一種基本粒子，目前已知有上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克、底夸克6種類型。“粒子一般由2—3個(gè)夸克組成，例如介子由一個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成，而重子由3個(gè)夸克或3個(gè)反夸克組成，它們被稱為傳統(tǒng)強(qiáng)子；但還有一類粒子可能由4個(gè)、5個(gè)夸克或者夸克膠子混合組成，因?yàn)楸容^罕見，所以也被稱為奇特強(qiáng)子。”易凱表示。

　　理論學(xué)家在數(shù)十年前已預(yù)測(cè)到傳統(tǒng)的強(qiáng)子和奇特強(qiáng)子態(tài)的存在，然而直到最近20年，科學(xué)家才在實(shí)驗(yàn)上觀察到較為明確的四夸克態(tài)或五夸克態(tài)奇特強(qiáng)子。

　　“但此前還沒有發(fā)現(xiàn)過全部由重味夸克組成的奇特強(qiáng)子家族，即粲夸克或底夸克組成的奇特粒子。”易凱說。

　　基于2016—2018年CMS采集的所有“質(zhì)子—質(zhì)子”對(duì)撞數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，CMS合作組隨后在兩個(gè)粲夸克偶素的不變質(zhì)量譜中觀測(cè)到了一個(gè)新的粒子家族。“其中的每一個(gè)粒子可能由4個(gè)同味重夸克組成，該家族中的3個(gè)共振峰依據(jù)質(zhì)量被暫時(shí)命名為X(6600)、X(6900)和X(7300)。X(6600)和X(7300)粒子均是在世界上首次被觀測(cè)到。”易凱說。

　　“這是首次在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到可能由純重味夸克組成的奇特粒子家族。”易凱強(qiáng)調(diào)，“雖然近20年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)奇特強(qiáng)子，但這些奇特強(qiáng)子究竟是怎么形成的，還是未解之謎。而此次研究發(fā)現(xiàn)的奇特粒子家族，夸克的組成方式相對(duì)簡(jiǎn)單，我們就可以基于這種相對(duì)簡(jiǎn)單的組合方式，繼而理解這些粒子的形成模式。”

　　易凱表示，CMS探測(cè)器收集的數(shù)據(jù)量大，也有很好的質(zhì)量分辨率，預(yù)計(jì)將會(huì)在這個(gè)方向作出更多的貢獻(xiàn)。

　　CMS合作組由50多個(gè)國(guó)家、約240個(gè)單位的4000多名成員組成，其中，中國(guó)組成員來自中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、南京師范大學(xué)等多個(gè)單位。近年來，中國(guó)CMS組在希格斯粒子性質(zhì)測(cè)量和多玻色子研究等方面成績(jī)突出。