LHCb實驗首次發現雙粲重子

　　北京時間7月6日，歐洲核子研究中心（CERN）大型強子對撞機（LHC）上的LHCb實驗組宣布發現雙粲重子，歐洲核子研究中心專門對該研究成果進行了新聞發布。LHCb國際合作組已將研究論文提交至《物理評論快報》。

　　按照夸克模型的分類，重子由三個夸克組成，質子和中子是最廣為人知的重子。自然界中存在六種不同夸克：u, d, s, c, b, t。前三種較輕，后三種較重。理論預期存在很多種具有不同組分的重子。被稱為雙粲重子的含有兩個c夸克（中譯為“粲夸克”）和一個u夸克（中譯為“上夸克”），帶兩個單位電荷。以往發現的重子最多含有一個重夸克，是實驗上首次發現的含兩個重夸克的重子。由于c夸克質量遠大于u夸克，的內部結構預期迥異于普通重子，對其性質的細致研究將有助于人類深入理解物質的構成和強相互作用力的本質。

　　根據夸克模型，由u, d, s, c夸克可以組成的自旋為1/2的基態重子，圖中最上層包含三個雙粲重子，，還有待未來的實驗發現。

　　LHCb是歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的粒子物理實驗裝置之一，合作組由來自16個國家72個單位的1185名成員組成。從2010年LHC開始運行以來，LHCb實驗取得了一系列重要研究成果，已經發表學術論文超過350篇。LHCb-中國組由清華大學、華中師范大學、中國科學院大學和武漢大學的研究人員組成，近年來在強子性質和電荷宇稱對稱性破缺等方面的研究中成績突出。中國組從2010年就開始尋找雙粲重子的嘗試，粒子的發現無疑進一步鞏固了中國組在國際合作中的地位。LHCb國際合作組發言人Giovanni Passaleva教授高度評價中國組的貢獻：“LHCb的中國科學家對該粒子的發現做出了關鍵性貢獻。這是他們在實驗上長期不懈努力的成果。”

　　多年來LHCb中國組堅持理論和實驗相結合，始終與國內的粒子物理理論家保持著密切的合作關系，國內理論家對的發現同樣功不可沒，獲得了LHCb國際合作組的尊重。“中國的理論家也提供了重要幫助，他們的關鍵建議引導該分析在正確的方向上取得了突破。”Giovanni Passaleva教授說。

　　實驗上發現的質量大約是3621兆電子伏特，通過弱相互作用衰變到重子和三個輕介子K-π+π+。為了得到這個結果，中國組全體人員付出了極大的努力。“我們從年初開始就全力以赴，保證了 實驗分析的每一個環節都扎實可靠。”LHCb中國組負責人、清華大學高原寧教授說：“發現粒子僅僅是個開始，由兩個甚至是三個重夸克組成的重子還有很多沒有被發現，未來的研究依然是非常地激動人心！”LHCb實驗的物理協調人Vincenzo Vagnoni博士對中國組成員提出了更多的希望：“中國同事在LHCb實驗上的物理研究非常活躍。2015年他們主導了五夸克態的發現，這一次又主導了雙粲重子的發現。我對他們在這一激動人心的領域中的持續努力充滿期待。”

　　LHCb中國組的研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃“大科學裝置前沿研究”專項經費和各參加單位學科建設經費的支持。