发现新的钋粒子

2022-02-25 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:919 /
内容摘要:
欧洲核子研究中心大型强子对撞机美丽合作的物理学家发现了一种以前未知的粒子,它由魅力夸克和它的反物质对应物魅力反夸克组成。新粒子ψ3(1D)的质量和其他性质使它完全属于charmonium族,其中包括更广为人知的J/ψ介子,这是第一个被发现的含有魅力夸克的粒子。LHCb记录的第一次......

欧洲核子研究中心大型强子对撞机美丽合作的物理学家发现了一种以前未知的粒子,它由魅力夸克和它的反物质对应物魅力反夸克组成。新粒子ψ3(1D)的质量和其他性质使它完全属于charmonium族,其中包括更广为人知的J/ψ介子,这是第一个被发现的含有魅力夸克的粒子。

One of the first heavy-ion collisions with stable beams recorded by LHCb. Image credit: CERN.

LHCb记录的第一次稳定束重离子碰撞之一。影像学分:CERN。

Charmonium粒子是由魅力夸克和魅力反夸克组成的双夸克粒子(称为介子)。

就像原子一样,介子可以在更高能量的激发态下被观察到,在这种激发态下,介子的组成夸克以不同的构型围绕彼此运动。

这些不同的排列产生了一系列具有不同质量和量子特性的粒子,例如自旋,这可以被认为是系统围绕其轴的旋转。

观察这种激发态并测量它们的性质提供了一种测试量子色动力学(QCD)模型的方法,QCD是描述夸克如何粘在一起形成复合粒子的理论。

此外,对这些状态的完整收集的知识有助于识别具有三个以上夸克的奇异状态,例如四夸克,这也是QCD预测的,但只是最近才被发现。如果所有的激发态都被计算在内,科学家们可以更加确信任何剩余的激发态都是奇异的。

为了捕捉新的charm ium粒子,LHCb合作组织的物理学家利用2011年至2018年记录的数据,研究了质子-质子碰撞产生的charm ium态衰变为D介子对(包含魅力夸克的最亮粒子)。

研究人员测量了D介子对的质量范围,然后将它们在测量范围内记录每个质量值的次数相加。

然后,他们在这个质量分布中寻找过量的事件,或称撞击,并在对应于以前未观察到的charmonium态ψ3(1D)的质量上发现了一个新的窄峰。

该粒子的自旋值为3,这是首次观测到自旋为3的charmonium态。

高自旋值可以解释峰的窄宽度和花了很长时间才找到的事实。

“观察到的质量(3842.72 MeV/c2)和狭窄的自然宽度(2.79 MeV)表明,新状态被解释为以前未观察到的ψ3(1D)charm ium状态,”物理学家说。

"这代表了观察到的第一个自旋为3的charmonium态."

科学家们在2月26日的国际研讨会“从Phi到Psi的e+e碰撞2019”上宣布了这一发现

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Vanya Belyaev等人(LHCb协作)。LHCb的夸克偶素研究。PHIPSI19


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