記者從清華大學(xué)工程物理系副教授張黎明處獲悉，他所在的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)LHCb團(tuán)隊(duì)近日發(fā)現(xiàn)了第三種“五夸克”(pentaquarks)粒子。新結(jié)果有望進(jìn)一步揭示夸克理論的諸多奧秘。

此前，五夸克態(tài)的物質(zhì)存在，只停留在理論階段，2015年，LHCb宣布發(fā)現(xiàn)首個(gè)“五夸克”粒子。如今，該團(tuán)隊(duì)在對(duì)該五夸克粒子進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，它已一分為二。原來(lái)，最初的五夸克實(shí)際上是兩個(gè)獨(dú)立的五夸克(被稱為第一種和第二種五夸克粒子)，它們質(zhì)量相近，宛若一個(gè)粒子。

“五夸克”粒子中夸克分布藝術(shù)圖。圖片來(lái)源：美國(guó)《新聞周刊》網(wǎng)站

張黎明對(duì)記者說(shuō)：“我們現(xiàn)在擁有的數(shù)據(jù)比2015年多十倍，這使我們能看到更精細(xì)的結(jié)構(gòu)。此次我們發(fā)現(xiàn)的第三種五夸克，質(zhì)量略小于前兩種。但三者都由一個(gè)底、兩個(gè)頂、一個(gè)粲和一個(gè)粲反夸克組成。”

夸克理論是粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型的關(guān)鍵組成部分。該理論認(rèn)為，存在上、下、粲、奇、底和頂6種夸克，它們都擁有自己的反物質(zhì)。夸克和反夸克結(jié)合會(huì)形成“強(qiáng)子”。強(qiáng)子分兩類：由3個(gè)夸克構(gòu)成的“重子”(包括質(zhì)子和中子)和由夸克、反夸克組成的“介子”。

據(jù)張黎明介紹，科學(xué)家也提出了其他更奇特的夸克組合，比如，由兩個(gè)夸克和兩個(gè)反夸克組成的四夸克(tetraquarks)粒子，以及由四個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成的五夸克粒子。

那么，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的三種“五夸克”內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何?它們是五個(gè)夸克均勻混合?還是由一個(gè)重子和一個(gè)介子粘在一起形成的松散“分子”?團(tuán)隊(duì)目前傾向于后者。

張黎明說(shuō)：“新發(fā)現(xiàn)使我們對(duì)五夸克態(tài)的理解又進(jìn)了一步。五夸克的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)法直接測(cè)量，需要理論學(xué)家和實(shí)驗(yàn)學(xué)家共同努力。我們將進(jìn)一步測(cè)量這3個(gè)五夸克粒子的更多性質(zhì)(如自旋等)，為其尋找更多‘同伴’，研究其性質(zhì)可以讓我們更好地理解物質(zhì)構(gòu)成的秩序。”科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

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