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——首次观测到一种由两个粲夸克和一个下夸克构成的全新粒子，被命名为单电荷“双粲重子”。这一发现使强子家族成员增至80种，为研究物质基本结构提供了新线索。
该成果由中国科学院大学物理科学学院何吉波教授团队主导完成，研究数据已通过正在意大利拉蒂勒召开的莫里翁物理学研讨会向全球公布。新粒子与质子结构相似，但通过用两个更重的粲夸克替代质子中的两个上夸克，使其质量达到质子的四倍。这种结构差异导致其物理性质呈现显著变化，例如预测寿命较此前发现的双电荷“双粲重子”大幅缩短。
LHCb合作组发言人温琴佐·瓦尼奥尼指出，这项发现为检验量子色动力学理论提供了关键实验证据。作为描述强相互作用的核心理论，量子色动力学不仅解释了传统重子（如质子、中子）和介子的构成机制，还能描述四夸克态、五夸克态等奇特强子的形成过程。新粒子的观测数据将帮助科学家验证理论模型在极端条件下的适用性。
根据基础物理理论，夸克是构成物质的最小单元，分为上、下、粲、奇、顶、底六种类型，其中前三者质量较轻，后三者质量较重。这些基本粒子通过强相互作用结合，通常以两夸克（介子）或三夸克（重子）形式存在。此次发现的单电荷“双粲重子”属于重子范畴，其特殊之处在于包含两个相同类型的重夸克。
研究团队特别强调，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”。虽然两种粒子仅相差一个夸克类型，但量子效应导致它们的物理性质产生本质区别。新粒子由于下夸克与粲夸克的相互作用更复杂，使得其衰变模式难以预测，观测过程面临更高技术挑战。这项突破标志着人类对夸克物质的认识迈入新阶段。
