近日，歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的LHCb實驗國際合作組發現了2個新的粲強子態，命名為歐米伽（Ω）c-3185與3327，并測量了其質量和自然寬度。
該成果由中國科學院大學物理科學學院長聘教授何吉波及其指導的博士生許智豪主導完成。相關成果發表于物理學領域頂級期刊《物理評論快報》（Physical Review Letters），被選為編輯推薦（Editors’ Suggestion），并在期刊亮點（Highlights）文章網頁推薦。
按照粒子物理的夸克模型，自然界存在六種夸克：上（up，u）、下（down，d）、奇異（strange，s）、粲（charm，c）、底（bottom，b）、頂（top，t）。其中，前三種較輕，后三種較重。
介子由2個夸克組成，重子由3個夸克組成，被統稱為強子。“像人們熟知的質子便是一種重子，由三個輕夸克（uud）組成。”團隊介紹。
夸克模型也容許強子由更多的夸克組成，例如介子和重子可分別由4個和5個夸克組成。LHCb實驗于2017年在粲重子Ξc+（夸克組分：cus）與K介子的不變質量譜上發現5個新的粲強子態，吸引了理論和實驗科研人員的廣泛興趣，尤其是中國粒子物理理論家做了大量的研究工作。但目前其理論解釋尚不確定，包括粲重子激發態（夸克組分：css）、分子態和五夸克態（cssqq）等。
此次中國科學院大學團隊利用更多的質子-質子對撞物理數據，發現了2個新的粲強子態，并顯著改進了之前發現的5個粲強子態的質量與自然寬度的測量精度，有助于加深我們對于夸克模型和強相互作用的理解。該論文自2023年2月9日發布到預印本（arXiv）網站至今，已經有十余項相關理論研究。
“該成果可以說是雙重味重子實驗研究的副產品，”何吉波介紹說，“為了系統地提高實驗上搜尋雙重味重子的靈敏度，我們開發了基于機器學習的單粲重子的在線觸發算法，也可以用于其它強子譜學等研究。”
此前，LHCb實驗在Λc+（夸克組分：cud）和K介子的不變質量譜上發現了3個新的粲強子態，由何吉波、許智豪與英國愛丁堡大學同事聯合主導完成。
中國科學院大學粒子物理團隊師生在討論軟件研發工作
中國科學院大學粒子物理實驗團隊由負責人鄭陽恒教授、骨干呂曉睿教授、錢文斌教授和劉倩副教授及一起帶領的中國科學院大學研究生和本科生組成，長期以來致力于四夸克奇特強子態的研究，并取得系列重要成果。特別指出的是，該團隊研發的振幅分析基礎軟件工具TF-PWA在相關研究中發揮了關鍵作用。
LHCb實驗是歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的粒子物理實驗裝置之一，是國際上研究新型強子態的重要裝置。研究參與單位還包括：英國華威大學、美國麻省理工學院、法國馬賽粒子物理實驗室、清華大學等。本研究成果得到了國家自然科學基金、科技部重點研發計劃、中國科學院及教育部中央高校基本科研業務費專項資金等項目經費的支持。
中國-博士人才網發布
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