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物理学家发现了四夸克的家族

2019-05-28

  锡拉丘兹大学艺术与科学学院的物理学家通过确认稀有四夸克粒子的存在并发现其他三个“异国情调”兄弟姐妹的证据,创造了科学史。

  他们的研究结果基于大型强子对撞机(LHC)的数据,这是世界上最大,最强大的粒子加速器,位于瑞士日内瓦的CERN科学实验室。

  Tomasz Skwarnicki教授和博士。学生Thomas Britton G'16,Syracuse的实验性高能物理小组成员和欧洲核子研究中心的大型强子对撞美女(LHCb)合作,确认存在称为X的四夸克候选者(4140)。他们还检测到了另外三种具有更高质量的外来粒子,称为X(4274),X(4500)和X(4700)。

  所有四个粒子都是布里顿博士的主题。论文,他在5月份进行了辩护,然后代表LHCb合作提交了物理评论快报(American Physical Society,2016)的期刊文章。

  四夸克是由四个夸克组成的粒子:两个夸克和两个夸克。

  Tetraquarks - 并且,通过扩展,包含五个夸克的五夸克 - 被认为具有异国情调,因为它们比通常分配的两个或三个夸克更多。

  “尽管所有四个粒子都包含相同的夸克组成,但每个粒子都有一个独特的内部结构,质量和一组量子数,”Skwarnicki说,他在2014年4月证实了世界上第一个被称为四夸克候选者的存在,称为Z(4430)+。一年前,他和博士。学生Bin Gui G'14确定了第一个中立的重四夸克候选者X(3872)的量子数。

  量子数描述每个粒子的亚原子属性。

  Skwarnicki说,所有四种颗粒的测量是迄今为止最大的单一颗粒。与其他奇异粒子候选者不同,他和布里顿不包含普通核物质(即质子和中子中发现的夸克)。

  “我们以前从未见过这种事情。它帮助我们区分各种粒子的理论模型,”Skwarnicki说。

  作为美国物理学会的研究员,Skwarnicki是LHCb合作的长期成员,涉及来自16个国家的约800名其他科学家。他们的目标是发现所有形式的物质,希望解释为什么宇宙是由它构成的,而不是反物质。

  Skwarnicki的工作重点是夸克 - 物质的基本成分,作为质子和中子的一种支架。虽然大多数粒子有两个或三个夸克,但Skwarnicki和其他人在过去的十年中观察过四到五个夸克。

  去年夏天,他和博士生Nathan Jurik G'16与杰出的Sheldon Stone教授和北京清华大学教授Liming Zhang合作,宣布他们发现了两个罕见的五夸克州。这一消息成为头条新闻,将Syracuse和CERN推向国际聚光灯下。

  根据粒子物理学的标准模型,有六种夸克,其内在属性使它们被分组成具有不寻常名称的对:上/下,魅力/奇怪和上/下。

  Skwarnicki和Britton研究的粒子有两个魅力夸克和两个奇怪的夸克。魅力和奇怪的夸克是所有夸克中的第三和第四大质量。

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