X粒子被认为在宇宙的早期发挥了短暂但至关重要的作用，现已在接近其原始环境的物体中被识别出来。图片来源：Zita/Shutterstock.com
为了解释宇宙大爆炸后几分之一秒的行为，物理学家援引了短命的 X 粒子——如此命名是因为人们对它们的性质几乎一无所知。
尽管创造这些粒子的条件早已从自然界消失，但人们正在努力利用粒子加速器来重建它们。从类似的环境中产生 X 粒子应该会让我们更接近了解早期宇宙。
来自近 200 个研究机构的数千名物理学家宣布首次通过铅离子碰撞检测到 X 粒子，发表在该杂志上物理评论快报。
粒子 X(3872) 以前曾被观察到，但条件意味着它们衰变太快，无法了解更多关于它们的信息，这一点特别重要，因为它们不适合当前的夸克模型。
该论文描述了夸克-胶子等离子体中产生 X(3872) 粒子的证据，夸克-胶子等离子体是一种异常热的基本粒子的混合物，被认为类似于宇宙存在的前百万分之一秒。尽管即使在这些条件下，X 粒子的寿命也是短暂的，但人们希望它们能够持续足够长的时间，以便进行更好的研究。
与粒子物理学中的许多情况一样，X 粒子无法直接检测到，但该论文声称使用 CERN 的大型强子对撞机在 2018 年记录了其衰变的预期产物。花了数年时间来分析 X 粒子在衰变时产生的 130 亿次碰撞。铅离子以接近光速的速度被粉碎在一起。
碰撞产生夸克-胶子等离子体，冷却后形成大量粒子，其中一些是奇异的。 X粒子就是其中之一，但在其他数量更多的创造物中几乎不可能被发现。
该团队构建了一种机器学习算法，以在如此丰富的 X 粒子衰变中找到子粒子。麻省理工学院的王静博士在一份报告中说：“我们设法将背景降低几个数量级才能看到信号。”陈述。搜索发现了 100 X(3872) 个粒子，相当于在真正的大海捞针中找到 100 根针。
“这只是故事的开始”说麻省理工学院的 Yen-Jie Lee 博士。 “我们已经证明我们可以找到信号。在接下来的几年里，我们希望使用夸克-胶子等离子体来探测X粒子的内部结构，这可能会改变我们对宇宙应该产生什么样的物质的看法。”
夸克是亚原子粒子，它们组合起来构成了宇宙的大部分。夸克这个词指的是这样一个事实：最初人们认为它们总是三个一组，因为它来自“夸克献给穆斯特·马克！”在芬尼根守灵夜作者：詹姆斯·乔伊斯。
然而，虽然构成我们的中子和质子确实由三个夸克组成，但随后的工作揭示了三个夸克的存在，由四个夸克组成的粒子。作者希望解决 X(3872) 是否是四夸克的问题。
为了寻找 X(3872) 粒子，许多作者聚集在一起，希望通过测量其衰变速度来揭示 X(3872) 的束缚有多紧密。现有理论允许的半径范围约为 0.3 飞米（3*10-16米）至 1.5 fm。解决这种粒子和其他奇异粒子的结合紧密度以及尺寸对于完善宇宙早期状态的模型至关重要。
