LHC大型強子對撞機終於發現新粒子，進一步鞏固量子色動力學

近日，在歐洲物理學會高能物理分會 (EPS Conference on High Energy Physics) 上，大型強子對撞機 (LHC) 的底夸克偵測器 (LHCb) 實驗組宣布首次發現雙粲重子Ξcc++ (Xicc++)，一種含兩個粲夸克和一個上夸克的新粒子。

圖丨雙粲重子Ξcc++ (Xicc++)，由兩個粲夸克和一個上夸克組成

按照夸克模型的分類，重子由三個夸克組成，質子和中子是最廣為人知的重子。理論很早就預測，重子家族中存在這種雙粲粒子，而物理學家卻在此前試驗中苦苦尋找了多年。根據測量，新粒子的質量為3921 MeV，比我們熟悉的質子重四倍，這正是由於該粒子含有兩個粲夸克所造成的。

我們所看到的幾乎所有物質都由包含三個夸克的重子組成，而夸克總共有六種（上、下、粲、奇、底、頂），前三種較輕，後三種較重。理論預測的重子由多種組合方式，但是，此前所觀察到的重子都是由兩個輕夸克和一個重夸克組成。

本實驗的成功源於LHC能以較產出較多的重夸克，以及LHCb其獨特的探測方式。這種精密測量能以極高的效率探測出衰變產物。因此，雙粲重子就是在其衰變成Λc+重子、 K-介子和兩個π+介子的過程中被探測到的。

圖丨如LHCb的實驗數據所示，新粒子的質量為3921 MeV

「首次找到的雙粲重子為量子，而量子色動力學主要描述夸克之間的強相互作用。」LHCb的發言人Gi色動力學提供了新的研究方式ovanni Passaleva表示，「這種粒子會增加我們理論預測的準確性。」

研究的前任發言人Guy Wilkinson解釋：「夸克在常見的重子中若即若離，而相比起常見重子，雙粲重子中的夸克應該更像一個行星系統。其中兩個重夸克會像雙恆星一樣相互環繞，而剩下的一個輕夸克會在這雙星系統中轉動。」

測量雙粲重子的性質會幫助我們確立兩個重夸克和一個輕夸克所組成系統的行為。觀測該粒子的衰變過程和半衰期將是我們建立理論的基本方法。

對雙粲重子的探測令LHC對其他的重子興趣倍增，研究者因此期望探測到其他帶兩個重夸克的重子。

主編圈點：找到的雙粲重子為量子，而量子色動力學主要描述夸克之間的強相互作用，同時這種粒子會增加我們理論預測的準確性。

1.在大型強子對撞機中，根本沒有強子對撞？

2.漲見識的動圖（化學反應如此有趣）

3.數學系和物理系的學生有什麼差別？

4.你知道到底是什麼導致我們近視的嗎？

5.300年後的人類，看完直接目瞪口呆！

6.沒有牛頓、愛因斯坦，物理學將會怎樣？

7.你問探索太空有何用

本期編輯|七彩石頭

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！