近日，歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的LHCb實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組發(fā)現(xiàn)了2個(gè)新的粲強(qiáng)子態(tài)，命名為歐米伽（Ω）c-3185與3327，并測(cè)量了其質(zhì)量和自然寬度。

該成果由中國(guó)科學(xué)院大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院長(zhǎng)聘教授何吉波及其指導(dǎo)的博士生許智豪主導(dǎo)完成。相關(guān)成果發(fā)表于物理學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters），被選為編輯推薦（Editors’ Suggestion），并在期刊亮點(diǎn)（Highlights）文章網(wǎng)頁(yè)推薦。

按照粒子物理的夸克模型，自然界存在六種夸克：上（up，u）、下（down，d）、奇異（strange，s）、粲（charm，c）、底（bottom，b）、頂（top，t）。其中，前三種較輕，后三種較重。

介子由2個(gè)夸克組成，重子由3個(gè)夸克組成，被統(tǒng)稱為強(qiáng)子。“像人們熟知的質(zhì)子便是一種重子，由三個(gè)輕夸克（uud）組成。”團(tuán)隊(duì)介紹。

夸克模型也容許強(qiáng)子由更多的夸克組成，例如介子和重子可分別由4個(gè)和5個(gè)夸克組成。LHCb實(shí)驗(yàn)于2017年在粲重子Ξc+（夸克組分：cus）與K介子的不變質(zhì)量譜上發(fā)現(xiàn)5個(gè)新的粲強(qiáng)子態(tài)，吸引了理論和實(shí)驗(yàn)科研人員的廣泛興趣，尤其是中國(guó)粒子物理理論家做了大量的研究工作。但目前其理論解釋尚不確定，包括粲重子激發(fā)態(tài)（夸克組分：css）、分子態(tài)和五夸克態(tài)（cssqq）等。

此次中國(guó)科學(xué)院大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用更多的質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞物理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了2個(gè)新的粲強(qiáng)子態(tài)，并顯著改進(jìn)了之前發(fā)現(xiàn)的5個(gè)粲強(qiáng)子態(tài)的質(zhì)量與自然寬度的測(cè)量精度，有助于加深我們對(duì)于夸克模型和強(qiáng)相互作用的理解。該論文自2023年2月9日發(fā)布到預(yù)印本（arXiv）網(wǎng)站至今，已經(jīng)有十余項(xiàng)相關(guān)理論研究。

“該成果可以說(shuō)是雙重味重子實(shí)驗(yàn)研究的副產(chǎn)品，”何吉波介紹說(shuō)，“為了系統(tǒng)地提高實(shí)驗(yàn)上搜尋雙重味重子的靈敏度，我們開(kāi)發(fā)了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的單粲重子的在線觸發(fā)算法，也可以用于其它強(qiáng)子譜學(xué)等研究。”

此前，LHCb實(shí)驗(yàn)在Λc+（夸克組分：cud）和K介子的不變質(zhì)量譜上發(fā)現(xiàn)了3個(gè)新的粲強(qiáng)子態(tài)，由何吉波、許智豪與英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)同事聯(lián)合主導(dǎo)完成。

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)粒子物理團(tuán)隊(duì)師生在討論軟件研發(fā)工作

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)粒子物理實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)由負(fù)責(zé)人鄭陽(yáng)恒教授、骨干呂曉睿教授、錢(qián)文斌教授和劉倩副教授及一起帶領(lǐng)的中國(guó)科學(xué)院大學(xué)研究生和本科生組成，長(zhǎng)期以來(lái)致力于四夸克奇特強(qiáng)子態(tài)的研究，并取得系列重要成果。特別指出的是，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的振幅分析基礎(chǔ)軟件工具TF-PWA在相關(guān)研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

LHCb實(shí)驗(yàn)是歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的粒子物理實(shí)驗(yàn)裝置之一，是國(guó)際上研究新型強(qiáng)子態(tài)的重要裝置。研究參與單位還包括：英國(guó)華威大學(xué)、美國(guó)麻省理工學(xué)院、法國(guó)馬賽粒子物理實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)等。本研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院及教育部中央高�；�本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。