欧洲核子研究中心近日宣布，其大型强子对撞机上的底夸克探测器（LHCb）合作组取得重要突破——发现一种由两个粲夸克和一个下夸克构成的新型粒子，被命名为单电荷“双粲重子”。这一发现使该对撞机实验发现的强子种类增至80种，为研究物质基本结构提供了新线索。
据参与研究的科研团队介绍，新粒子的结构与质子存在相似性，但质量达到质子的四倍。其独特之处在于，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，而新粒子用两个更重的粲夸克替代了质子中的上夸克。这种差异导致新粒子表现出与普通重子截然不同的物理特性，例如其预测寿命显著短于此前发现的双电荷“双粲重子”。
2017年，LHCb合作组曾报告发现由两个粲夸克和一个上夸克构成的双电荷“双粲重子”。尽管两种粒子仅在第三个夸克类型上存在差异，但量子效应使得新粒子的观测难度大幅增加。科研人员通过精密分析对撞机产生的海量数据，最终确认了这种极不稳定粒子的存在。
夸克作为物质的基本组成单元，共有上、下、粲、奇、顶、底六种类型，其中前三种质量较轻，后三种较重。它们通常通过强相互作用两两结合形成介子，或三三结合形成重子（如质子、中子）。此次发现的新粒子属于重子范畴，其存在验证了量子色动力学对复杂夸克组合的预测。
LHCb合作组发言人温琴佐·瓦尼奥尼指出，这项成果为检验描述强相互作用的量子色动力学模型提供了关键实验证据。该理论不仅解释了传统重子和介子的形成机制，还能描述四夸克态、五夸克态等奇特强子的结构。新粒子的发现将帮助物理学家更深入地理解强相互作用如何塑造物质世界的基本构成。
据悉，该研究成果已在意大利拉蒂勒举行的国际物理学研讨会上正式公布。参与研究的中国科研团队在数据分析和理论验证方面发挥了重要作用，相关论文已提交至国际权威学术期刊。这项突破再次彰显了大型强子对撞机在探索物质基本结构领域的领先地位。
