北京光譜儀 BESIII 再度發現新粒子

【本刊訊】中國科學院大學繼去年以北京光譜儀(Beijing Spectrometer III, BESIII)偵測到「四夸克物質」——Zc(3900)後,再次發現新粒子Zc (4025),研究成果發表於《物理評論快報》(Physical Review Letters)。

去年中國科學院大學的粒子物理實驗團隊, 通過分析北京正負電子對撞機(Beijing Electron Positron Collider, BEPC)中北京光譜儀BESIII的實驗資料,觀測到一個新的粒子,打破以往對於夸克模型的認知。目前物理學標準模型中,基本粒子夸克會因相互之間的吸引力形成複合粒子,已知有三個夸克組成的「重子」,和一對正反夸克形成的「介子」。

去年發現的新粒子Zc(3900)則帶有一對正反魅夸克,且帶有和電子相同或相反的電荷,這發現暗示該物質至少含有四個夸克,科學家認為這可能是「介子分子態」或「四夸克態」。

而這次所新找到的粒子Zc(4025),與Zc(3900)性質非常類似,它是由Zc(402)衰變所產生,帶有一個中性魅介子激發態(內含一個魅夸克和一個反上夸克),以及一個帶電反魅介子激發態(內含一個反魅夸克和一個下夸克),因此也是至少由四個夸克所組成。

這個發現對於了解Zc系列粒子家族的性質相當重要,特別是對於區分這些粒子是屬於「四夸克態」或「介子分子態」上,它提供的資訊可能成為理解Zc系列粒子內部夸克組成結構的關鍵。而這些粒子的發現,也確認自然界中存在超出常規重子和介子的新物質,對於宇宙中物質最基本構造能有更進一步的了解。

此研究以北京光譜儀BESIII合作組署名發表,中國科學院大學的鄭陽恆教授與呂曉睿副教授為其中的核心成員。

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