欧洲核子中心发现迄今“最长寿”奇异粒子 北大朱世琳与兰大刘翔课题组9年前曾精准预测

欧洲核子研究中心（CERN）消息称，在当地时间7月30日举办的欧洲物理学会高能物理会议上，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机底夸克（LHCb，Large Hadron Collider beauty）实验团队表示，该小组发现了一种新物质粒子 Tcc+，这是一种四夸克粒子，也是一种奇特强子，其还表示这是 “迄今为止最‘长寿’的奇特物质粒子”。而早在9年前，北京大学物理学院朱世琳课题组与兰州大学物理科学与技术学院刘翔课题组曾精准预测了欧洲核子中心的本次发现。

这次 LHCb 实验观测到的包含两个粲夸克和一个反上夸克、一个反下夸克，它的质量特别靠近两个粲介子和的质量之和，显示出它是类似于氘核那样的强子分子态。权威人士表示，“这是一个非常重要的发现，这是人类首次发现包含了两个粲夸克的奇特强子，它的独特的性质将有助于我们理解夸克如何组成强子。”

日常生活中的各种物质均由原子组成，原子由原子核和电子组成的，原子核则由质子和中子组成，而质子和中子则由上夸克和下夸克通过比电磁力强很多倍的强作用力束缚在一起形成的。然而，强作用力如何将夸克们“绑”在一起产生包括质子和中子的各种各样的强子，仍然是物理学家们面临的巨大挑战。

此前理论学家们已经预言了包含两个粲夸克和两个反轻夸克（上、下夸克）的四夸克粒子的存在，他们还就强作用力如何在这些夸克和反夸克之间发生作用提出了不同的模型，并给出了不同的预测。其中，北京大学物理学院教授朱世琳课题组与兰州大学物理科学与技术学院刘翔课题组曾精准预测了欧洲核子中心的本次发现。这次LHCb实验测量距离其课题组的理论预测长达9年之久。该课题组长期从事非微扰强相互作用研究，十多年前认识到低能强相互作用具有普适性，都是由量子色动力学的手征对称性和它的自发破缺主导的。

兰州大学刘翔教授自2003年开始紧密结合大量实验发现，从发展和构建唯象模型入手，在多夸克物质的理论预言精度上取得突破，在2011年提出带电的隐粲四夸克物质可通过Y(4260)的隐粲双π介子衰变寻找的具体理论建议；在2012年，刘翔与其合作者发现了五夸克物质稳定存在的关键因素,并预言了五夸克物质的质量和最合适寻找此类五夸克物质的衰变道等关键信息。2013年以我国科学家为主的 BESIII（北京谱仪III）实验发现四夸克物质Zc(3900)，2015年我国科学家参与的LHCb实验组发现了两个Pc五夸克物质。这两项成果分别入选2013年度和2015年度美国物理学会评选的年度重要亮点成果的第一项和第二项。这是近几年强相互作用研究领域唯一入选的两项成果。相关理论工作受到了国际同行的广泛关注，并受邀为国际重要综述期刊《Physics Reports》撰写关于多夸克物质的长篇理论综述。通过理论和实验的相互促进，兰州大学刘翔教授与国内同行一道使得我国在多夸克物质研究方面走在了世界的前列。

（“创新领航”专栏由市科技局支持、《兰州晚报》开设，本期为第12期。）

兰州日报社全媒体记者 何燕