??
夸克被認(rèn)為是物質(zhì)不可再分的基本粒子，已知包括上、下、粲、奇異、底和頂夸克六種類型。通常，夸克會(huì)組合形成強(qiáng)子，如兩個(gè)夸克構(gòu)成介子，三個(gè)夸克構(gòu)成重子（如物質(zhì)的基本組成粒子質(zhì)子、中子）。然而，夸克也能以更復(fù)雜的方式結(jié)合，形成四夸克或五夸克粒子。
這些奇異強(qiáng)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)至今尚未明確。一些理論認(rèn)為它們是緊密結(jié)合的“四夸克態(tài)”“五夸克態(tài)”；另一些則視其為松散結(jié)合的傳統(tǒng)強(qiáng)子對(duì)。在最新研究中，CMS合作組聚焦于3種由兩個(gè)粲夸克和兩個(gè)反粲夸克組成的四夸克粒子——X（6600）、X（6900）與X（7100），首次精確測(cè)量了它們的量子特性。
團(tuán)隊(duì)分析了CMS探測(cè)器在2016年至2018年LHC第二次運(yùn)行期間采集的數(shù)據(jù)。通過觀測(cè)X粒子衰變?yōu)閮蓚€(gè)J/ψ粒子（每個(gè)J/ψ粒子由一個(gè)粲夸克與一個(gè)反粲夸克組成），并進(jìn)一步衰變?yōu)榭娮訉?duì)，他們確定了3個(gè)關(guān)鍵量子參數(shù)：自旋（粒子內(nèi)稟角動(dòng)量）、宇稱（鏡像對(duì)稱性）以及電荷共軛對(duì)稱性（粒子與反粒子互換后對(duì)系統(tǒng)的影響）。
結(jié)果表明，這3種四夸克態(tài)的自旋均為2，宇稱與電荷共軛對(duì)稱性皆為1，具有內(nèi)在一致性。這一測(cè)量結(jié)果支持它們更可能屬于緊密結(jié)合的“四夸克態(tài)”，而非松散強(qiáng)子對(duì)。相比于“體重”更輕的其他四夸克粒子，全粲夸克組合為研究強(qiáng)核力提供了一個(gè)極端卻更清晰的理論平臺(tái)。強(qiáng)核力是自然界四種基本作用力之一，負(fù)責(zé)將夸克束縛為質(zhì)子、中子等粒子，乃至這些奇異的強(qiáng)子。
團(tuán)隊(duì)指出，盡管當(dāng)前結(jié)果尚未完全明確奇異強(qiáng)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但為“四夸克態(tài)”模型提供了關(guān)鍵依據(jù)。目前LHC正處于第三輪運(yùn)行期，未來“高亮度LHC”還將產(chǎn)生更豐富的數(shù)據(jù)，有望進(jìn)一步揭示強(qiáng)核力如何塑造夸克的多元組合，深化人類對(duì)物質(zhì)最深層次結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。（記者劉霞）
責(zé)任編輯：胡惠雯
