原子粉碎机上有一种新奇特的亚原子粒子。与 CERN 大型强子对撞机 (LHCb) 合作的物理学家发现了一种新形式的难以捉摸的四夸克粒子，称为四夸克，这是他们以前从未见过的。
科学家表示，新发现的粒子由四个具有相同性质的夸克组成，很可能是以前未被发现的一类粒子中的第一个。
描述它的论文已经上传至arXiv，尚未经过同行评审，但加入了越来越多的证据支持奇异粒子的存在。
夸克是基本粒子，是物质的基本组成部分之一。质子和中子——构成所有可见物质（包括我们）的原子核中的亚原子粒子——各自包含三个夸克，通过强核力结合在一起。
包含其他构型的粒子，例如四、五-和六-夸克粒子要少得多（六夸克粒子仍然是假设的）。这些类型的粒子非常罕见，以至于我们甚至没有确认四夸克的存在，直到就在几年前。
夸克可以通过几种不同的方式进行分类。有六种不同的类型或风味——上、下、上、下、奇怪和魅力。这些味道中的每一种都有其自己的反夸克粒子。它们具有不同的质量——顶夸克、粲夸克和底夸克是“重”夸克。
新四夸克的结构做了两件我们以前从未见过的事情。它由四个具有相同性质的夸克组成；这四个都是重夸克。
“由四个夸克组成的粒子已经很奇特了，我们刚刚发现的粒子是第一个由四个相同类型的重夸克组成的粒子，特别是两个粲夸克和两个粲反夸克，”物理学家、即将卸任的 LHCb 发言人乔瓦尼·帕萨莱瓦 (Giovanni Passaleva) 说道意大利国家核物理研究所。
“到目前为止，LHCb和其他实验最多只观察到具有两个重夸克的四夸克，并且没有观察到具有两个以上同类型夸克的四夸克。”
这种不寻常的粒子是通过回顾过去发现的收集和保留的数据大型强子对撞机的两次运行运行，第一次是从 2009 年到 2013 年，第二次是在重大升级后从 2015 年到 2018 年。
研究小组使用一种寻找新粒子的新技术梳理了这些数据，其中包括搜索过量的碰撞事件。研究人员发现了一种称为 J/ψ 介子的粒子的过量现象，该粒子由两个夸克组成：一个粲夸克和一个粲反夸克。
J/ψ 介子与所有介子一样，不稳定；它们会在不到一泽秒，这意味着它们很难直接检测到。我们可以检测到 J/ψ 介子衰变成的 μ 子粒子，并以此推断它们的存在。
但该团队检测到的 μ 子粒子簇射对于 J/ψ 介子的简单衰变来说能量太大。然而有趣的是，它们恰好位于预测的完全迷人四夸克能量范围的中间（这种粒子的类型相当迷人），在声称发现新粒子的标准偏差阈值之内。
目前尚不清楚四夸克是如何构造的。它们可能是真正的四夸克，由四个紧密结合在一起的夸克组成。但它们也有可能由一对弱束缚的双夸克粒子组成。
同样的可能性也适用于五夸克和六夸克——它们是由成对的较小粒子束缚而成，而不是一个紧密束缚的粒子。
发现更多这些奇异粒子——以及更多种类的奇异粒子，比如这一新发现——可能有助于解开这个谜团。反过来，这可以进一步揭示将夸克结合成质子和中子的强核力，从而使物质能够存在。
“这些奇异的重粒子提供了极端但理论上相当简单的案例来测试模型，然后可以用这些模型来解释普通物质粒子（如质子或中子）的性质，”粒子物理学家、大型强子对撞机新发言人克里斯·帕克斯 (Chris Parkes) 说道英国曼彻斯特大学的教授。
“因此，第一次看到它们出现在大型强子对撞机的碰撞中是非常令人兴奋的。”
该团队的论文可在预印本网站上获取arXiv。
