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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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大型強(qiáng)子對撞機(jī)發(fā)現(xiàn)五夸克粒子
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據(jù)國外媒體報(bào)道，瑞士日內(nèi)瓦大型強(qiáng)子對撞機(jī)中心(Large Hadron Collider, LHC)的科學(xué)家們宣布他們發(fā)現(xiàn)了一種新的粒子，并將其命名為五夸克。 其實(shí)科學(xué)家們早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)預(yù)測了五夸克的存在，但是，就像之前的Higgs boson粒子，科學(xué)家們直到幾十年后才在大型強(qiáng)子對撞機(jī)中心檢測到了五夸克粒子。 這個發(fā)現(xiàn)是在LHC的LHCb實(shí)驗(yàn)中獲得的，該發(fā)現(xiàn)相當(dāng)于一種新的物質(zhì)形態(tài)的出現(xiàn)�？茖W(xué)家們已經(jīng)將研究成果提交給《Physical Review Letters》雜志。 在1964年，兩位物理學(xué)家Murray Gell Mann和George Zweig分別提出了被稱作夸克的亞原子粒子的存在。他們推測，如果重子和介子是由其它新的粒子組成的話，那么在理論上就可以很好地解釋這兩種粒子的關(guān)鍵屬性。Zweig將新的粒子命名為“aces”，而Gell Mann則堅(jiān)持使用“quark”，即夸克作為名字。 該假設(shè)同樣允許其它夸克狀態(tài)的存在，如五夸克。這個純粹的理論粒子由四個夸克和一個反夸克組成(一個反夸克相當(dāng)于一個普通夸克)。 在2005年左右，有幾支團(tuán)隊(duì)聲稱他們檢測到了五夸克的存在，但是隨后他們的發(fā)現(xiàn)并沒有被新的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。大型強(qiáng)子對撞機(jī)中心LHCb實(shí)驗(yàn)的負(fù)責(zé)人Patrick Koppenburg告訴BBC新聞：“關(guān)于五夸克的新聞一直持續(xù)不斷，這也是我們對于發(fā)表文章如此謹(jǐn)慎的原因。而且關(guān)于五夸克的新聞大部分的發(fā)現(xiàn)都被后來的實(shí)驗(yàn)證實(shí)是錯誤的�！� 在LHCb實(shí)驗(yàn)中，物理學(xué)家們研究了一個叫做Lambda b的亞原子衰變或者變換成其它三個粒子的方式。這些中間狀態(tài)已經(jīng)被命名為Pc(4450)+和Pc(4380)+。雪城大學(xué)的物理學(xué)家Tomasz Skwarnicki告訴記者：“我們已經(jīng)檢查了這些信號的所有可能性，并且得出結(jié)論，它們只能通過五夸克來解釋�！� 先前的實(shí)驗(yàn)只是測量了所謂的質(zhì)量分布。和背景噪聲進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)一個統(tǒng)計(jì)意義上的峰值，那么有可能預(yù)示著一種新型粒子。但是對撞機(jī)能夠使研究人員從另外的視角觀察數(shù)據(jù)，也就是說能夠從粒子運(yùn)行的四個不同角度來觀察。Koppenburg博士說：“我們將問題從一維轉(zhuǎn)化為五維，這樣就能夠描述在衰變過程中所發(fā)生的一切現(xiàn)象。如果我們觀察到的現(xiàn)象是由于其它已有物質(zhì)而非一個新的粒子所產(chǎn)生的，這是根本說不過去的�！� LHCb實(shí)驗(yàn)發(fā)言人Guy Wilkinson最后總結(jié)說：“五夸克不僅僅是一個新的粒子。它代表了一種產(chǎn)生夸克的方式，而這些夸克是普通質(zhì)子和中子的最基本的組成單元。這種模式在以前的實(shí)驗(yàn)中從未被觀察到。研究五夸克的性質(zhì)可以使我們更加深入地了解物質(zhì)是如何構(gòu)成的�！� LHC計(jì)劃從四月開始進(jìn)行為期兩年的系統(tǒng)維修和升級計(jì)劃。 圖示為在一個五夸克粒子中五個夸克可能的組合方式。 在LHCb實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家們采用高精度的度量來揭示新的五夸克粒子。 五夸克粒子的另一種組合方式，介子粒子(一個夸克和反夸克)和重子(三個夸克)微弱地連接在一起。 LHC于上個月發(fā)布了兩年來的最新數(shù)據(jù)。 |
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