作者:倪伟波/整理 来源: 发布时间:2018-2-1 15:54:30
2017 世界十大科技进展新闻
双粲重子:助力揭秘世界基本力构成

 
继2012年发现“上帝粒子”希格斯波色子后,欧洲核子研究中心于2017年7月6日宣布,经过多国科学家的共同努力,其大型强子对撞机(LHC)又撞出了一种被称为“双粲重子”的新粒子,这将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用的本质。
 
重子是构成自然界几乎所有已知物质质量的基本粒子。比如,重子家庭中的质子和中子是组成原子核的重要部分。从更微观的尺度剖析重子,就会发现重子是由3个夸克组成的。不过,此前发现的重子中,3个夸克的质量都差不多,或者其中1个夸克质量较重,夸克之间也基本是等距的。
 
而此次则是首次发现由两重一轻的3个夸克构成的重子,其质量约为3621兆电子伏特,几乎是质子质量的4倍。如果画一幅关于双粲重子的图像,就会看到两个重夸克位于中间,距离非常近,一个轻夸克围着二者转。
 
科学家们在理论上一直没有完全弄清这些夸克间的相互作用力。而强相互作用是形成原子核等重要物质的最关键的力,分子、原子质量的90%以上都来源于强相互作用。而双粲重子的发现就让科学家们可以探索强相互作用在这种新的夸克构成之下会有什么新性质,非常有助于加强对强相互作用本质的了解。
 
这一最新发现来自欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上的底夸克探测器(LHCb)合作组。底夸克探测器合作组由来自16个国家72个单位的1185名成员组成,其中中国组由清华大学、华中师范大学、中国科学院大学和武汉大学的研究人员组成。
 
在此次重大发现中,中国团队功不可没。早在2010年,底夸克探测器中国组便开始了寻找双粲重子的尝试。到2016年底,研究团队和理论物理学家展开了深入探讨,又一次确定了研究方向,随后开始进行“盲分析”。来自中国的十几位研究人员和学生通力合作,在细致研究后“打开窗户”,最终发现了双粲重子的“芳踪”。
 
对此,底夸克探测器国际合作组发言人、意大利国家核物理研究院著名学者乔瓦尼·帕萨洛瓦教授评价说:“底夸克探测器的中国科学家对该粒子的发现做出了关键性贡献,这是他们长期不懈努力的成果。”■
 
《科学新闻》 (科学新闻2018年1月刊 封面)
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