LHCb实验宣布发现新粒子

7月6日在威尼斯举行的欧洲物理学会(EPS)高能物理会议上，欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机进行的LHCb实验宣布观测到了一种包含两个粲夸克和一个上夸克的新粒子Ξcc++ (Xicc++)(由于网页文字无法显示上下标，因此正确写法参考图片)。这种来自重子族的粒子的存在已在目前理论的预料之中，但物理学家们寻找这种包含两个重夸克的重子很多年了。这种新鉴定的粒子质量约为3621MeV，大约为最常见的重子——质子的4倍重，这一性质是由其包含的两个粲夸克引起的。这是首次明确检测到这种粒子。

几乎所有我们看到的周围事物都是由重子构成的。重子是由三个夸克构成的常见粒子，最为著名的就是质子和中子。但现存6种夸克，理论上可能存在很多不同的组合，形成其他类型的重子。迄今观测到的重子都是由至多一个重夸克构成的。

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LHCb合作组新发言人Giovanni Passaleva说道：“寻找双重夸克的重子很有趣，因为这将提供一个独特的工具来进一步研究描述四大基本作用力之一的强相互作用力的量子色动力学。这种粒子由此将帮助我们提升理论的预测能力。”

前发言人Guy Wilkinson补充道：“不同于其他三个夸克相互起舞的重子，双重夸克的重子将会像行星系统那样动作，两个重夸克可看成相互绕转的重恒星，较轻的夸克环绕该双星系统运转。”

测定Ξcc++的性质将帮助建立包含两个重夸克和一个轻夸克系统的运转机理。通过精确测定这种新粒子的产生和衰变机制以及生命期，可以获得重要的知识。

这种新型重子的观测极具挑战性，LHC中重夸克的高产生率以及LHCb实验能高效鉴定衰变产物的独特能力使得这一发现成为可能。Ξcc++的鉴定是通过发现其衰变为一个Λc+重子和三个轻介子K-, π+ 以及π+实现的。

LHCb中Ξcc++的发现使得研究者开始更加期待检测到双重重子家族的其他代表。

这一结果是基于LHC第二轮中记录的13TeV数据，并利用第一轮的8TeV数据进行了确认。相应论文已提交给物理评论快报。

论文原文：Observation of the doubly charmed baryon Ξcc++

本文译自 phys，由 CliffBao 编辑发布。