歐洲核子研究中心（CERN）消息稱，在當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月30日舉辦的歐洲物理學(xué)會(huì)高能物理會(huì)議上，歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)底夸克（LHCb，Large Hadron Collider beauty）實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)表示，該小組發(fā)現(xiàn)了一種新物質(zhì)粒子 Tcc+，這是一種四夸克粒子，也是一種奇特強(qiáng)子，其還表示這是 “迄今為止最‘長(zhǎng)壽’的奇特物質(zhì)粒子”。而早在9年前，北京大學(xué)物理學(xué)院朱世琳課題組與蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉翔課題組曾精準(zhǔn)預(yù)測(cè)了歐洲核子中心的本次發(fā)現(xiàn)。

這次 LHCb 實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的包含兩個(gè)粲夸克和一個(gè)反上夸克、一個(gè)反下夸克，它的質(zhì)量特別靠近兩個(gè)粲介子和的質(zhì)量之和，顯示出它是類似于氘核那樣的強(qiáng)子分子態(tài)。權(quán)威人士表示，“這是一個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn)，這是人類首次發(fā)現(xiàn)包含了兩個(gè)粲夸克的奇特強(qiáng)子，它的獨(dú)特的性質(zhì)將有助于我們理解夸克如何組成強(qiáng)子。”

日常生活中的各種物質(zhì)均由原子組成，原子由原子核和電子組成的，原子核則由質(zhì)子和中子組成，而質(zhì)子和中子則由上夸克和下夸克通過(guò)比電磁力強(qiáng)很多倍的強(qiáng)作用力束縛在一起形成的。然而，強(qiáng)作用力如何將夸克們“綁”在一起產(chǎn)生包括質(zhì)子和中子的各種各樣的強(qiáng)子，仍然是物理學(xué)家們面臨的巨大挑戰(zhàn)。

此前理論學(xué)家們已經(jīng)預(yù)言了包含兩個(gè)粲夸克和兩個(gè)反輕夸克（上、下夸克）的四夸克粒子的存在，他們還就強(qiáng)作用力如何在這些夸克和反夸克之間發(fā)生作用提出了不同的模型，并給出了不同的預(yù)測(cè)。其中，北京大學(xué)物理學(xué)院教授朱世琳課題組與蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院劉翔課題組曾精準(zhǔn)預(yù)測(cè)了歐洲核子中心的本次發(fā)現(xiàn)。這次LHCb實(shí)驗(yàn)測(cè)量距離其課題組的理論預(yù)測(cè)長(zhǎng)達(dá)9年之久。該課題組長(zhǎng)期從事非微擾強(qiáng)相互作用研究，十多年前認(rèn)識(shí)到低能強(qiáng)相互作用具有普適性，都是由量子色動(dòng)力學(xué)的手征對(duì)稱性和它的自發(fā)破缺主導(dǎo)的。

蘭州大學(xué)劉翔教授自2003年開始緊密結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，從發(fā)展和構(gòu)建唯象模型入手，在多夸克物質(zhì)的理論預(yù)言精度上取得突破，在2011年提出帶電的隱粲四夸克物質(zhì)可通過(guò)Y(4260)的隱粲雙π介子衰變尋找的具體理論建議；在2012年，劉翔與其合作者發(fā)現(xiàn)了五夸克物質(zhì)穩(wěn)定存在的關(guān)鍵因素,并預(yù)言了五夸克物質(zhì)的質(zhì)量和最合適尋找此類五夸克物質(zhì)的衰變道等關(guān)鍵信息。2013年以我國(guó)科學(xué)家為主的 BESIII（北京譜儀III）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)四夸克物質(zhì)Zc(3900)，2015年我國(guó)科學(xué)家參與的LHCb實(shí)驗(yàn)組發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)Pc五夸克物質(zhì)。這兩項(xiàng)成果分別入選2013年度和2015年度美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選的年度重要亮點(diǎn)成果的第一項(xiàng)和第二項(xiàng)。這是近幾年強(qiáng)相互作用研究領(lǐng)域唯一入選的兩項(xiàng)成果。相關(guān)理論工作受到了國(guó)際同行的廣泛關(guān)注，并受邀為國(guó)際重要綜述期刊《Physics Reports》撰寫關(guān)于多夸克物質(zhì)的長(zhǎng)篇理論綜述。通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)的相互促進(jìn)，蘭州大學(xué)劉翔教授與國(guó)內(nèi)同行一道使得我國(guó)在多夸克物質(zhì)研究方面走在了世界的前列。

（“創(chuàng)新領(lǐng)航”專欄由市科技局支持、《蘭州晚報(bào)》開設(shè)，本期為第12期。）

蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 何燕