7月12日記者從南京師范大學獲悉，在日前舉行的第41屆國際高能物理大會上， 南京師范大學教授、清華大學訪問教授易凱代表大型強子對撞機（LHC）實驗上的CMS合作組報告了一個可能由四個粲夸克組成的奇特粒子家族的發現。“這是中國實驗團隊首次在LHC上主導觀測到可能的全粲四夸克粒子，也是中國首次在CMS實驗上主導新粒子的發現。”易凱說。

易凱代表CMS合作組在ICHEP2022報告研究結果婁辛丑 攝

在粒子物理標準模型框架下，夸克是一種基本粒子，目前已知有上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、頂夸克、底夸克6種類型。“粒子一般由2—3個夸克組成，例如介子由一個夸克和一個反夸克組成，而重子由3個夸克或3個反夸克組成，它們被稱為傳統強子；但還有一類粒子可能由4個、5個夸克或者夸克膠子混合組成，因為比較罕見，所以也被稱為奇特強子。”易凱表示。

理論學家在數十年前已預測到傳統的強子和奇特強子態的存在，然而直到最近20年，科學家才在實驗上觀察到較為明確的四夸克態或五夸克態奇特強子。“但此前還沒有發現過全部由重味夸克組成的奇特強子家族，即粲夸克或底夸克組成的奇特粒子。”易凱說。

易凱介紹，這是首次在實驗上觀測到可能由純重味夸克組成的奇特粒子家族。該發現是奇特強子研究領域的重要突破。“這個獨特、容易理解的系統，可以幫助理論物理學家為近20年來發現的幾十個奇特強子建立最終模型。”

對于CMS實驗的本次研究成果，北京大學理論粒子物理學家趙光達院士評論道：“全粲四夸克態家族的發現對我們理解強相互作用有著十分重要的意義。在這個系統中，由于沒有輕夸克組分，不太會形成‘常見’的通過交換輕介子而形成的分子態結構，從而給我們提供一個更為簡單的、易于理解的物理圖像。我十分高興中國的實驗粒子物理學家們在這項發現中起到了主導作用，希望在以后的工作中再接再厲。”

據悉，CMS合作組由50多個國家、約240個單位的4000多名成員組成，其中，中國組成員來自中國科學院高能物理研究所、北京大學、中國科學技術大學、北京航空航天大學、清華大學、中山大學、浙江大學、復旦大學、南京師范大學等多個單位。近年來，中國CMS組在希格斯粒子性質測量和多玻色子研究等方面成績突出，本次全粲四夸克態家族的發現進一步提升了中國在國際合作中的地位。

校對 陶善工