揭示夸克理论诸多奥秘 大型强子对撞机团队发现第三种“五夸克”粒子

记者从清华大学工程物理系副教授张黎明处获悉，他所在的大型强子对撞机(LHC)LHCb团队近日发现了第三种“五夸克”(pentaquarks)粒子。新结果有望进一步揭示夸克理论的诸多奥秘。

此前，五夸克态的物质存在，只停留在理论阶段，2015年，LHCb宣布发现首个“五夸克”粒子。如今，该团队在对该五夸克粒子进行检查时发现，它已一分为二。原来，最初的五夸克实际上是两个独立的五夸克(被称为第一种和第二种五夸克粒子)，它们质量相近，宛若一个粒子。

张黎明对记者说：“我们现在拥有的数据比2015年多十倍，这使我们能看到更精细的结构。此次我们发现的第三种五夸克，质量略小于前两种。但三者都由一个底、两个顶、一个粲和一个粲反夸克组成。”

夸克理论是粒子物理学标准模型的关键组成部分。该理论认为，存在上、下、粲、奇、底和顶6种夸克，它们都拥有自己的反物质。夸克和反夸克结合会形成“强子”。强子分两类：由3个夸克构成的“重子”(包括质子和中子)和由夸克、反夸克组成的“介子”。

据张黎明介绍，科学家也提出了其他更奇特的夸克组合，比如，由两个夸克和两个反夸克组成的四夸克(tetraquarks)粒子，以及由四个夸克和一个反夸克组成的五夸克粒子。

那么，已经被发现的三种“五夸克”内部结构如何?它们是五个夸克均匀混合?还是由一个重子和一个介子粘在一起形成的松散“分子”?团队目前倾向于后者。

张黎明说：“新发现使我们对五夸克态的理解又进了一步。五夸克的内部结构无法直接测量，需要理论学家和实验学家共同努力。我们将进一步测量这3个五夸克粒子的更多性质(如自旋等)，为其寻找更多‘同伴’，研究其性质可以让我们更好地理解物质构成的秩序。”

关键词： 夸克理论 强子对撞机