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北京正负电子对撞机上发现新的共振结构
2013-03-26|文章来源:实验物理中心 |【
 

  北京谱仪III(BESIII)实验国际合作组3月26日宣布,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)。粲能区的粒子一般都含有粲夸克和反粲夸克,称为粲偶素,都是中性的,不带电荷。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,提示其中至少含有四个夸克,可能是科学家们长期寻找的一种奇特强子。

  传统的夸克模型认为介子由一个夸克和一个反夸克组成,重子由三个夸克或三个反夸克组成,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了广泛的研究,发现了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,于2009年正式开始运行,性能得到大幅提升,现在取数1天获得的数据约相当于过去100天获得的数据。近300名来自11个国家的50个大学或研究所的科学家参加了BESIII实验。北京谱仪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。此次发现的Zc(3900)质量比一个氦原子略大,寿命很短,在10-23秒内衰变为一个带电π粒子和一个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。

  BESIII实验将继续收集数据。预计到今年夏天,数据量将达到目前的四倍,届时对Zc(3900)的性质会有全面深入的了解。更重要的是,BESIII实验对研究粲偶素能区的物理有独特优势,实验结果可以为强相互作用理论提供重要的参考与校正点。实验组希望以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。

北京谱仪III实验发现的新的共振结构Zc(3900)


 
 
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