歐核中心發現迄今“最長壽”奇異粒子 有助對標準模型理論開展測試并揭示新現象

據歐洲核子研究中心(CERN)官網近日報道，該中心大型強子對撞機底夸克(LHCb)實驗團隊在7月30日的歐洲物理學會高能物理會議上宣布，他們發現了一種新物質粒子Tcc+，這個4夸克粒子是一種奇異強子，是迄今最“長壽”的奇異物質粒子，也是首個包含2個重夸克和2個輕反夸克的粒子，由2個粲夸克和1個反上夸克、1個反下夸克組成。這一發現有助對標準模型理論開展測試并揭示新現象。

夸克理論是粒子物理學標準模型的關鍵組成部分。該理論認為，夸克是一種基本粒子，被認為不能再分割，存在上、下、粲、奇、底和頂6種夸克，它們都擁有自己的反物質。夸克和反夸克結合會形成“強子”。強子分兩類：由3個夸克構成的“重子”(包括質子和中子)和由夸克、反夸克組成的“介子”。

近年來，科學家們發現了一些奇異強子——由4個或5個夸克組成的粒子，其中一個4夸克粒子由2個粲夸克和2個反粲夸克組成，而Tcc+是首個包含2個粲夸克而沒有反粲夸克的4夸克粒子。

Tcc+還是首個由2個重夸克和2個輕反夸克組成的粒子。這種粒子會衰變成一對介子，每個介子由1個重夸克和1個輕反夸克組成。有理論指出，這類4夸克的質量應該非常接近2個介子的質量之和，質量接近使衰變變得困難，導致粒子“壽命”更長。事實上，Tcc+是迄今發現的“壽命”最長的奇異強子。

這一發現為尋找同類重粒子(1個或2個粲夸克被底夸克取代)鋪平了道路，而擁有2個底夸克的粒子擁有獨特的性質：根據計算，其質量應該小于任何一對B介子的質量之和，這就導致粒子無法通過強相互作用衰變，而必須通過弱相互作用衰變，從而使其壽命比以前觀察到的任何奇異強子都長幾個數量級。

研究人員表示，進一步研究Tcc+的性質將是對現有理論模型的嚴格測試，甚至探測到新效應。