费米实验室发现一新中性粒子

2011-7-25 10:34 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网近日报道,美国能源部费米国家加速器实验室CDF组的科学家们宣布,他们观察到了一种新的中性粒子——Xi-sub-b (Ξb0),属于重子,由一个奇夸克、一个上夸克和一个下夸克三个夸克组成。此前,标准模型已预言到其存在,而观察到该粒子有助于加强我们对夸克如何形成物质的理解。

  中性粒子Xi-sub-b将是重子家族中的最新成员,科学家们测出其质量为5.7878吉电子伏特/库仑2。重子是由三个夸克形成的粒子,最常见的重子是质子(由两个上夸克和一个下夸克组成)和中子(由一个上夸克和两个下夸克组成)。

  Xi-sub-b属于底重子家族中的成员,底重子的重量是质子和中子的6倍,因为它们都包含一个重的底夸克。这种粒子只有通过高能撞击才能产生,非常罕见而且很难被观察到。

  Xi-sub-b一旦产生,“旅行”不到1毫米的距离就会衰变为更轻的粒子,这些粒子接着又会衰变为更轻的粒子,中性Xi-sub-b复杂的衰变模式使科学家很难观察到这个粒子。CDF小组的科学家们从500万亿次的质子—反质子撞击中最终隔离出25个样本,在这些样本中,撞击产生的粒子表现出了中性Xi-sub-b与众不同的迹象。

  科学家们也在一个从未见过的衰变中,再次观察到了已知的带电的Xi-sub,这将作为独立的交叉检查数据供他们进行分析,新的分析数据样本也将为进一步发现提供可能性。

  尽管费米实验室的Tevatron(质子—反质子对撞机)并不是一个专门的底夸克制造工厂,然而,它已经进行了数万亿次的质子—反质子对撞,发现了几乎所有已知的底重子。2006年,Tevatron发现了Sigma-sub-b重子(Σb和Σb*);2007年观察到了Xi-b-minus重子(Ξb-);2009年发现了Omega-sub-b(Ωb-)重子。最轻的底重子Lambda-sub-b(Λb))则由欧洲核子研究中心(CERN)观测到。

  测量出所有这些粒子的属性使科学家能测试和改进他们用于近距离内观察夸克如何通过强核力相互作用的模型。