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我國科學家首次揭示五夸克態的內部結構[圖]

2019年04月18日 16:06:26字號:T|T

    夸克是構成物質的基本單元,一般以由正反兩個夸克構成的介子或由三個夸克構成的重子的形式存在,比如質子和中子就屬于重子。科學家推測可能存在奇異粒子,如在介子或重子中加入正反兩個夸克形成四夸克介子或五夸克重子。2013年中國科學家和日本科學家分別在實驗中發現了四夸克態存在的證據。2015年7月,中國科學家參與的歐洲大型強子對撞機底夸克實驗(LHCb)首次發現了五夸克態,但未能闡明其夸克相互作用的內部結構。

    近日,在“大科學裝置前沿研究”重點專項等的支持下,我國清華大學和美國雪城大學合作在五夸克態研究方面取得了新發現,不僅更新了2015年LHCb實驗發現的五夸克態結果,并且給出了支持重子和介子可以形成束縛態的有力實驗證據。研究人員發現LHCb實驗在2015年觀測到的五夸克結構實際上是由質量非常接近的兩個結構疊加形成,同時觀測到了一個新的五夸克重子態。這三個五夸克態的質量僅僅稍低于粲重子(包含粲夸克的重子)和反粲介子(包含一個反粲夸克的介子)的質量和,有可能是由一個粲重子和一個反粲介子通過強相互作用構成的類似于分子的束縛態。

    該項研究首次揭示了五夸克態的內部結構,與理論預言有很好的一致性,為最終闡明五夸克態的內部機制奠定了基礎。相關研究成果在Moriond QCD 2019國際會議上公布,將于近期正式發表在國際學術期刊上。

圖:一個反粲介子和一個粲重子構成類似于分子的松散束縛態

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