2014年高能新聞
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北京譜儀國(guó)際合作組發(fā)現(xiàn)四夸克物質(zhì)Zc(3900)入選2013年物理學(xué)重要成果
文章來(lái)源:實(shí)驗(yàn)物理中心  2013-12-31
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  美國(guó)物理學(xué)會(huì)主編的《物理》雜志12月30日公布了2013年國(guó)際物理領(lǐng)域重要成果,“發(fā)現(xiàn)四夸克物質(zhì)”位列十一項(xiàng)成果之首?!段锢怼冯s志評(píng)選真正在物理學(xué)界內(nèi)外引起轟動(dòng)的成果,綜合考慮了在網(wǎng)絡(luò)上的影響力,出人意料的成果和發(fā)現(xiàn),或者導(dǎo)致更先進(jìn)的技術(shù)的可能性。

  下面是《物理》雜志網(wǎng)站對(duì)“四夸克物質(zhì)”的簡(jiǎn)介:“以前的實(shí)驗(yàn)表明,基本粒子一般由兩個(gè)或三個(gè)夸克組成。今年夏天,在中國(guó)的北京譜儀III(BESIII)和在日本的Belle合作組報(bào)道,在高能正負(fù)電子對(duì)撞中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)‘神秘粒子’,其中含有四個(gè)夸克。雖然人們對(duì)這個(gè)被稱(chēng)為Zc(3900)的粒子的性質(zhì)有多種解釋?zhuān)目淇藨B(tài)’的解釋得到更多關(guān)注。BESIII之后又發(fā)現(xiàn)了一系列含四個(gè)夸克的粒子。”

   BESIII實(shí)驗(yàn)得到國(guó)家科技部973項(xiàng)目,國(guó)家自然科學(xué)基金面上、重點(diǎn)、聯(lián)合基金項(xiàng)目,中國(guó)科學(xué)院依托大科學(xué)裝置項(xiàng)目,中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目的長(zhǎng)期支持。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPCII)上的BESIII實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組于2013年3月宣布發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的共振結(jié)構(gòu)Zc(3900)。因?yàn)槠渲泻幸粚?duì)正反粲夸克且?guī)в泻碗娮酉嗤蛳喾吹碾姾?,提示其中至少含有四個(gè)夸克,極有可能是科學(xué)家們長(zhǎng)期尋找的介子分子態(tài)或四夸克態(tài)。國(guó)際物理學(xué)界的高度評(píng)價(jià)這個(gè)發(fā)現(xiàn)。《自然》雜志發(fā)表了題為《夸克四重奏開(kāi)啟物質(zhì)世界新視野》的文章,強(qiáng)調(diào)“找到一個(gè)四夸克構(gòu)成的粒子將意味著宇宙中存在奇特態(tài)物質(zhì)”?!段锢碓u(píng)論快報(bào)》發(fā)表題為《新粒子暗示存在四夸克物質(zhì)》的評(píng)論,指出“如果四夸克解釋得到確認(rèn),粒子家族中就要加入新的成員,我們對(duì)夸克物質(zhì)的研究就需要擴(kuò)展到新的領(lǐng)域?!?/p>

  Zc(3900)的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了實(shí)驗(yàn)和理論研究的熱潮,并提出了一系列亟待回答的問(wèn)題:Zc(3900)到底是什么粒子,它的自旋-宇稱(chēng)量子數(shù)是什么,還有什么其他衰變模式,是否存在與Zc(3900)性質(zhì)相同的伴隨態(tài),等等。

  在近期提交的四篇論文中,BESIII合作組宣布發(fā)現(xiàn)了一種Zc(3900) 新的衰變模式,并確定了其自旋-宇稱(chēng)量子數(shù);在兩個(gè)不同的衰變末態(tài)中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)新的共振結(jié)構(gòu),分別命名為Zc(4020)和Zc(4025),它們極有可能是Zc(3900)的質(zhì)量較高的伴隨態(tài);首次觀測(cè)到X(3872)在Y(4260)輻射躍遷中的產(chǎn)生。上述文章已被Physical Review Letters接收發(fā)表。

  BESIII的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Zc(3900)與此前發(fā)現(xiàn)的X(3872)、Y(4260)等粒子之間可能存在著實(shí)質(zhì)性的關(guān)聯(lián),應(yīng)當(dāng)放在統(tǒng)一的框架內(nèi)進(jìn)行理論研究,探索它們的性質(zhì)。2004-2008年北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)進(jìn)行了重大改造工程(BEPCII),并新建了北京譜儀(BESIIII),性能處于該能區(qū)同類(lèi)裝置的國(guó)際領(lǐng)先地位,每天獲取的數(shù)據(jù)提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。北京譜儀積累的大量數(shù)據(jù)提供了深入研究這些帶電類(lèi)粲偶素的若干途徑。目前多項(xiàng)物理分析都在緊張進(jìn)行中,與理論研究密切相結(jié)合,將進(jìn)一步揭示這些奇特態(tài)粒子的性質(zhì)。其他十項(xiàng)重要研究成果分別是:太陽(yáng)系外來(lái)客,暗物質(zhì)探索依然不明朗,光波駐足一分鐘,望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到古老宇宙光線扭曲,聲音“激光”,氫原子宏觀影像,小尺寸研究設(shè)備,馬約拉納費(fèi)米子在納米線中湮滅,量子研究長(zhǎng)足進(jìn)展,黑洞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。

     http://physics.aps.org/articles/v6/139

 

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