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小畜播报|解答上帝书写的方程式，还差几步？科学家发现新粒子( 二 )


在此之前 ， 科学家们已经找到上夸克、下夸克、奇夸克这三种较轻夸克组合成的不同重子 。 “标准模型最成功的是预言了含有三个奇夸克的重子的存在 ， 后来真的被找到了 。 此外 ， 由一个重夸克和两个轻夸克组成的重子也基本被发现 。 ”高原宁说 ， 所以寻找含有两个较重夸克的重子成为主要目标 。
“大家当然也希望找到含有两个底夸克的 ， 但是由于粲夸克质量比底夸克小 ， 所以产生它更容易 ， 我们就从双粲重子入手了 。 ”高原宁说 。
事实上 ， 早在1974年 ， 华裔物理学家丁肇中和美国科学家里希特就发现了粲夸克 ， 并因此摘得诺贝尔物理学奖 。 科学家们按照夸克模型的理论 ， 制作出了含有粲夸克的“元素周期表” ， 并推断出双粲重子在表中的位置和大概性质 。
“这次的发现相当于我们又给标准模型提供了证据 ， 给这个大拼图完善了一小块 。 ”高原宁说 ， 新粒子的发现表明该模型仍是目前描述基本粒子的最好理论 。
寻找新粒子的脚步不停
“这次的发现也验证了我们之前提出的 ， 在高能物理装备上进行质量相对较小粒子实验的可行性 。 ”高原宁说 。
他解释道 ， 希格斯玻色子的质量为125GeV（千兆电子伏） ， 需要高能对撞机来产生 。 顶夸克由于寿命太短无法与其它夸克形成稳定重子 ， 而其它夸克的质量均在5GeV以下 。 此前有观点认为 ， 对重子的研究用不上大型强子对撞机 。 “实验结果表明 ， 这么高的能量虽然不是研究此类重子的必要条件 ， 但确实可以能有比较好的效果 。 ”
高原宁说 ， 此次的新发现 ， 使大家对寻找更多类型双粲重子的未来 ， 更加笃定 ， 各国科研人员都会加速寻找 。 理论认为 ， 至少存在3个基态的类双粲重子 ， 剩下两个会更难发现 ， 需要更多数据和更细致的分析 。
中国科学家将为此继续努力 。 同时 ， 未来一段时间内的目标是精确测量双粲重子的寿命 。 双粲重子本身非常“短命” ， 在“出生”之后会迅速衰变 。 此外 ， 他们还要继续探索双粲重子是否衰变到了其他的衰变道 。
高原宁说 ， 发现新物理理论和求解标准理论模型一直是高能物理领域的两大方向 。
虽然标准模型以惊人的准确度描述了大量不同的现象 ， 从恒星内部的核聚变机制到希格斯粒子的产生 ， 被认为是人类目前整合得最成功的一套科学理论 ， 但这套理论没有包括一个量子引力理论 ， 没能实现相互作用力统一 。 标准模型还不能描述暗物质和暗能量 ， 而这两者组成了宇宙中95%的质能 。 因此 ， 物理学家们希望能发现解释这些现象的新物理理论 。
同时 ， 大量实验依然在寻找标准理论预言的各种粒子 。 “标准模型里还有很多东西没搞清楚 。 比如我们2015年发现了5个夸克组成的强子 ， 北京正负电子对撞机上发现过4个夸克的强子 ， 那么是不是还有6个夸克的强子？这些强子内部夸克之间的结构怎样 ， 如何相互作用？”高原宁说 ， 这就像上帝写了一个方程式 ， 也给出了标准答案 ， 但人们并不知道解题的中间过程 。
“虽然我们迄今的发现都没有跑出目前的理论物理体系 ， 但我们相信随着数据积累得越来越多、越来越好 ， 未来发现新物理体系的可能性也越来越大 。 ”高原宁说 。


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