主要由意大利科学家组成的Babar合作实验组织日前宣布,他们首次发现的一种新粒子Y(4260),将有助于研究使原子内不同粒子维系在一起的强作用力。
Babar合作实验组织是一个国际合作研究组织,主要由意大利国家核子物理研究院的物理学家组成,在美国加利福尼亚州的斯坦福拥有分部。此次发现的新粒子,曾在刚刚于瑞典乌普萨拉闭幕的“Lepton Photon”国际研讨会上公布,7月6日在罗马举行的Babar合作实验组织监管委员会会议上,意大利国家核子物理研究院再次宣布了这一重要发现。
“Y(4260)”的命名饶有趣味,听上去像是《星球大战》里的某个机器人。意大利国家核子物理研究院研究人员、比萨大学物理学教授Marcello Giorgi早就加入Babar合作实验组织的工作,他说:“Y(4260)看起来像是由一个粲夸克和一个等价的反粒子,即反粲夸克组成的。”
物理学家们认识到,每个粒子都存在一个反粒子,两者除某些性质相反外,其他方面几乎完全相同。例如,作为电子反粒子的正电子(也称反电子),能带有一个正电荷而不是负电荷。
上世纪50年代,科学家就发现粒子能由一个基本粒子和其反粒子组成。“最早发现的电子偶素,就是由一个电子和一个正电子组合而成的。而同一时期在美国的布鲁克海文国家实验室和斯坦福直线加速器中心(SLAC),Samuel Ting和Burton Richter分别独立发现了由一个粲夸克和一个反粲夸克组成的粲素,于1976年同时获得诺贝尔奖。”意大利国家核子物理研究院研究人员、Babar合作实验组织发言人Mauro Morandin说,“借助意大利国家核子物理研究院 Frascati国家实验室的数据,科学家很快确定了粲素的存在,随后逐渐认识到粲素实际上包括一群类似但质量不同的粒子。但是迄今为止,还没有科学家观察过Y(4260),这并不是因为它很难在现代加速器中制成,而是因为它性质太不稳定。”
Giorgi表示,由一个基本粒子和一个对应的反粒子组成的合成粒子,其存在对物理学有着非比寻常的意义:“夸克和对应的反夸克能被束缚在一起,是多种机制起作用的结果,如果要了解所谓的强作用力——大自然四种基本作用力之一,其它三种为电磁力、弱作用力和重力——就必须透彻地理解上述机制。强作用力是一种非常重要的力,不仅将种种夸克束缚在一起组成中子和质子,而且将中子和质子束缚在一起组成原子核。所以它是一种非常重要的力。如果没有它,无法想象现在的物质形态会变成哪个样子。现在所有迹象显示,不管Y(4260)是一种粲素还是别的什么粒子,它都将给我们带来巨大帮助。”
现有分析显示,Y(4260)具有普通粲素所不具有的性质。科学家们据此推测它的结构可能复杂得多,可能是由一种名为D介子的粒子组成,也可能是4个夸克的合成体。自从2003年Babar合作实验组织首次发现了DsJ (2317)、DsJ(2458)、X(3872)等现象以来,科学家现在都未能给出明确的解释。破解物理世界的这些深层奥秘,人们还需付出更多耐心、更多努力。
2005-07-12