美國費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家在最新的對撞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一種新型粒子??歐米加b重子,這是迄今為止物理學(xué)界發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的重子。
重子是由3個(gè)夸克組成的亞原子粒子,是組成宇宙間各種物質(zhì)的基本粒子,人們熟悉的質(zhì)子和中子是最輕的重子。組成重子的夸克,理論上屬于更小一級的基本粒子。物理學(xué)理論認(rèn)為,夸克共分6種3類:上夸克、下夸克;粲夸克、奇異夸克;頂夸克、底夸克。重子都是由3個(gè)夸克組合而成。
在對撞實(shí)驗(yàn)分析中做出主要貢獻(xiàn)的華人科學(xué)家錢劍明10日接受新華社記者采訪時(shí)說,對撞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的新型粒子,與常見的由第一類夸克(上、下夸克)組成的質(zhì)子和中子不同,它是由2個(gè)奇異夸克和1個(gè)底夸克組成。這是物理學(xué)界首次發(fā)現(xiàn)由后兩類夸克混合組成的重子,令他們感到十分驚奇。
早年畢業(yè)于中國科技大學(xué)的錢劍明現(xiàn)任教于密歇根大學(xué)物理系,他和來自全球90多個(gè)科研機(jī)構(gòu)的600多名物理學(xué)家共同參與了費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的粒子加速器實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,質(zhì)子和反質(zhì)子以接近光速迎面碰撞,偶爾會(huì)撞出歐米加b重子這樣的重粒子。
“發(fā)現(xiàn)這種粒子,就好比在干草堆里找一根針”,錢劍明這樣形容其難度。他說,他們共分析了約100萬億次的粒子碰撞,才在其中發(fā)現(xiàn)18次歐米加b重子衰變產(chǎn)生的“蹤跡”。這種粒子撞擊產(chǎn)生后,僅能存在一萬億分之一秒,隨即就衰變?yōu)槠渌W印?
錢劍明說,這一發(fā)現(xiàn)能幫助科學(xué)家更好地理解宇宙間的物質(zhì)是如何形成的,“這種新粒子可算是質(zhì)子的另類‘親戚’,這樣的重子現(xiàn)在可能很罕見,但科學(xué)家們相信,在宇宙大爆炸之后它在宇宙空間是極其豐富的”。錢劍明認(rèn)為,發(fā)現(xiàn)這種新粒子也證實(shí),物理學(xué)中的夸克模型是成功的,“使我們對粒子之間的強(qiáng)相互作用有了新的認(rèn)識,正是強(qiáng)相互作用把夸克綁在一起,形成了宇宙間的可見物質(zhì)”。
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