歐洲核子研究中心近日宣布，其大型強子對撞機上的底夸克探測器（LHCb）合作組取得重要突破——發現一種由兩個粲夸克和一個下夸克構成的新型粒子，被命名為單電荷“雙粲重子”。這一發現使該對撞機實驗發現的強子種類增至80種，為研究物質基本結構提供了新線索。
據參與研究的科研團隊介紹，新粒子的結構與質子存在相似性，但質量達到質子的四倍。其獨特之處在于，質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，而新粒子用兩個更重的粲夸克替代了質子中的上夸克。這種差異導致新粒子表現出與普通重子截然不同的物理特性，例如其預測壽命顯著短于此前發現的雙電荷“雙粲重子”。
2017年，LHCb合作組曾報告發現由兩個粲夸克和一個上夸克構成的雙電荷“雙粲重子”。盡管兩種粒子僅在第三個夸克類型上存在差異，但量子效應使得新粒子的觀測難度大幅增加。科研人員通過精密分析對撞機產生的海量數據，最終確認了這種極不穩定粒子的存在。
夸克作為物質的基本組成單元，共有上、下、粲、奇、頂、底六種類型，其中前三種質量較輕，后三種較重。它們通常通過強相互作用兩兩結合形成介子，或三三結合形成重子（如質子、中子）。此次發現的新粒子屬于重子范疇，其存在驗證了量子色動力學對復雜夸克組合的預測。
LHCb合作組發言人溫琴佐·瓦尼奧尼指出，這項成果為檢驗描述強相互作用的量子色動力學模型提供了關鍵實驗證據。該理論不僅解釋了傳統重子和介子的形成機制，還能描述四夸克態、五夸克態等奇特強子的結構。新粒子的發現將幫助物理學家更深入地理解強相互作用如何塑造物質世界的基本構成。
據悉，該研究成果已在意大利拉蒂勒舉行的國際物理學研討會上正式公布。參與研究的中國科研團隊在數據分析和理論驗證方面發揮了重要作用，相關論文已提交至國際權威學術期刊。這項突破再次彰顯了大型強子對撞機在探索物質基本結構領域的領先地位。
