北京正负电子对撞机发现新共振结构
北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)实验国际合作组26日在北京宣布，科学家们在最近采集的数据中发现了一个新的共振结构，暂时命名为Zc(3900)。新发现的Zc(3900)含有粲夸克和反粲夸克且带有和电子相同或相反的电荷，提示其中至少含有4个夸克，可能是科学家们长期寻找的一种奇特强子。
中国科学院高能物理研究所实验物理中心副主任、BESⅢ实验国际合作组发言人沈肖雁研究员表示，“超出传统夸克模型的新型强子态的寻找一直是北京谱仪实验最重要的物理目标之一。带电Zc(3900)的发现很可能为寻找和研究新型强子态开启了一扇大门”。
传统的夸克模型认为介子由1个夸克和1个反夸克组成，重子由3个夸克或3个反夸克组成，介子和重子统称为强子。然而描述夸克之间强相互作用的理论却并不排除以其它方式组成的粒子，如夸克胶子混杂态、强子分子态、多夸克态、胶子球等。实验上对这些奇特强子的寻找从未停止，但目前的证据尚不足以确认它们的存在。国际上许多实验对强子谱进行广泛研究，并发现一系列新的共振结构，但由于数据的匮乏和理论的局限，尚不能确定这些粒子的属性。
北京正负电子对撞机/ 北京谱仪经过改造后，性能得到大幅提升，现在1天获得的数据约相当于过去100天获得的数据。来自11个国家50所大学或研究所的近300名科学家参加了 BESⅢ实验，此次发现的Zc(3900)质量比一个氦原子略大，寿命很短，在10的负23次方秒内衰变为1个带电π粒子和1个J/ψ粒子。这一性质与普通介子态完全不同，虽然其自旋和宇称量子数、其他衰变和产生模式等性质仍然未知，但却提供了奇特强子态存在的有力证据，对于定量的理解强子是如何由夸克组成的、检验强相互作用理论具有重要意义。
“相信随着更多数据的积累，我们将会对Zc(3900)以及近几年国际上发现的其他新粒子的性质有更深入的了解。”中科院高能所所长王贻芳说。
北京谱仪Ⅲ是北京正负电子对撞机上的大型粒子探测器，它测量正负电子对撞后的衰变产物，重建对撞过程，开展物理研究。据悉，BESⅢ实验将继续收集数据，预计到今年夏天，其数据量将达到目前的4倍，届时对Zc(3900)的性质会有全面深入的了解。科学家们希望以Zc(3900)这个奇特共振结构的研究为突破口，在积累大量数据的基础上，全面理解近年来发现的一系列新的粲偶素或类粲偶素粒子，并确认奇特强子的存在。
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