兩大團隊同時預(yù)測四夸克重粒子存在

《物理評論快報》近日發(fā)表以色列和美國科學(xué)家的論文，兩個研究團隊使用不同的理論方法同時預(yù)測了一種穩(wěn)定的四夸克態(tài)粒子的存在，這種粒子由兩個底夸克以及一個上反夸克和一個下反夸克組成。論文稱，升級后的歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHCb）以及中國正在討論建設(shè)的新對撞機，將很快會發(fā)現(xiàn)這類四夸克態(tài)新重子的存在。

夸克（quark）是一種基本粒子，也是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元。夸克互相結(jié)合，形成一種復(fù)合粒子，叫強子，強子中最穩(wěn)定的是質(zhì)子和中子，它們是構(gòu)成原子核的單元。由于一種叫“夸克禁閉”的現(xiàn)象，夸克不能夠直接被觀測到，或是被分離出來，只能夠在強子里面找到夸克，所以對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的夸克共有6種，最輕的是上夸克和下夸克，重夸克包括奇夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克。數(shù)月前，LHCb團隊宣布發(fā)現(xiàn)了首個由兩個重夸克組成的新粒子——由兩個粲夸克和一個上夸克組成雙粲重子，從而激發(fā)了粒子物理學(xué)家們尋找其他新型重粒子的熱情。

這次預(yù)言四夸克重粒子存在的科學(xué)團隊，一組來自以色列特拉維夫大學(xué)，另一組是美國費米國家加速器實驗室的理論物理學(xué)家克瑞斯·奎格領(lǐng)導(dǎo)的團隊，他們一致認為這類四夸克重粒子由兩個重夸克——底夸克以及一個上反夸克和一個下反夸克組成。特拉維夫團隊曾從理論上預(yù)言了兩夸克重粒子的存在，后來得到了LHCb的實驗證實。這次他們以預(yù)言雙夸克重粒子的理論為基礎(chǔ)，并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，預(yù)測出四夸克重粒子的質(zhì)量。而美國團隊采用數(shù)學(xué)抽象法計算出的四夸克重粒子的質(zhì)量，與以色列科學(xué)家的預(yù)測值非常接近。

研究人員表示，許多四夸克態(tài)粒子的可能“候選者”，都具有兩個底夸克，這兩個重夸克增加了四夸克粒子的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性為實驗證實其存在增加了砝碼。奎格認為，升級后的LHCb以及中國正計劃修建的新對撞機，很可能在這類四夸克粒子的實驗搜尋中獲得突破。更重要的意義在于，對四夸克態(tài)這一類奇異粒子的實驗探測，將推翻1964年沿用至今的夸克排列的既定認識。

（魏亮摘編自《科技日報》2017年11月27日第1版/作者： 聶翠蓉）endprint