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四夸克粒子量子特性首次揭示
科技日报· 2025-12-05 08:45
文章核心观点 - 欧洲核子研究中心CMS国际合作组在《自然》杂志发表最新成果,首次揭示了四夸克粒子的量子特性,为理解强核力的本质提供了新线索 [1] 研究背景与对象 - 夸克是物质不可再分的基本粒子,已知有六种类型,通常组合形成两个夸克的介子或三个夸克的重子(如质子、中子)[1] - 夸克也能以更复杂的方式结合,形成四夸克或五夸克粒子,但其内部结构尚未明确,理论模型存在分歧 [1] - 最新研究聚焦于三种由两个粲夸克和两个反粲夸克组成的四夸克粒子:X(6600)、X(6900)与X(7100)[1] 研究方法与数据 - 团队分析了CMS探测器在2016年至2018年LHC第二次运行期间采集的数据 [1] - 通过观测X粒子衰变为两个J/ψ粒子,并进一步衰变为缪子对,确定了三个关键量子参数:自旋、宇称以及电荷共轭对称性 [1] 研究结果与发现 - 测量结果表明,这三种四夸克态的自旋均为2,宇称与电荷共轭对称性皆为1,具有内在一致性 [2] - 这一结果支持它们更可能属于紧密结合的"四夸克态",而非松散的强子对 [2] - 全粲夸克组合为研究强核力提供了一个极端却更清晰的理论平台 [2] 研究意义与未来展望 - 强核力是自然界四种基本作用力之一,负责将夸克束缚为质子、中子乃至奇异强子 [2] - 当前结果为"四夸克态"模型提供了关键依据,但尚未完全明确奇异强子的内部结构 [2] - 目前LHC正处于第三轮运行期,未来"高亮度LHC"将产生更丰富的数据,有望进一步揭示强核力如何塑造夸克的多元组合,深化对物质深层结构的认知 [2]