歐洲核子研究中心（CERN）昨天宣布，該中心的一個研究小組利用世界上最強大的粒子對撞機，製造出了一種由四個夸克組成的粒子。
當今宇宙中大多數物質粒子由兩到三個夸克組成。然而，在過去十年間，世界各地的粒子加速器計畫收集了一些證據，顯示可能存在幾種不同的四夸克粒子。物理學家將這類粒子命名為以字母Z開頭的粒子。 「你可以把這些Z粒子看作是一種新型物質，」匹茲堡大學的粒子物理學家埃里克·斯旺森（他並未參與歐洲核子研究中心的研究）告訴《大眾科學》雜誌。
歐洲核子研究中心（CERN）發現的Z粒子被命名為Z(4430)。它們的壽命極短，僅存在於極高能量的環境中。物理學家認為，宇宙大爆炸後一微秒內，它們會在宇宙中大量存在，之後便會衰變瓦解。
宇宙射線可以產生Z(4430)粒子，但強大的粒子加速器——例如位於瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）——是地球上極少數能夠產生這種粒子的地方。 「這是一個極其罕見的過程，所以它們真正產生的地方是在日內瓦的LHC中，」斯旺森說。所謂的「大型強子對撞機美粒子合作組」透過質子碰撞重現了Z(4430)粒子，每個質子由三個夸克組成。
歐洲核子研究中心（CERN）的最新數據非常有力，統計顯著性高達13.9σ。這個數值遠遠超過了5σ——這是世界各地物理學家普遍認可的、判斷發現是否真實的統計顯著性閾值。因此，新數據有助於證實Z(4430)粒子的真實存在。
歐洲核子研究中心（CERN）的研究成果解決了曾經激烈的爭論。 2008年，貝爾合作組（Belle Collaboration）宣布，他們利用日本高能加速器研究機構（KEK）的粒子加速器數據，首次觀測了Z(4430)粒子。隨後，另一個名為BaBar的團隊在加州史丹佛直線加速器中心（SLAC）進行了實驗。 BaBar表示，他們的實驗結果可以用其他機制來解釋──這些機制並不涉及奇異的四夸克粒子。
在一次會議上，斯旺森攔下了Belle和BaBar的科學家，請他們解釋彼此的分歧。 「然後我看到他們就各自的解釋展開了一場爭論——我是說，一場交流；氣氛很愉快。我必須承認，我離開那次會議時仍然一頭霧水，」他說。 “所以，LHCb的出現打破了僵局。”
並非所有已發現的Z粒子都像Z(4430)粒子一樣，擁有來自獨立研究組的數據，並得到充分證實。 Zc(3900)粒子就是一個已被充分證實的Z粒子，去年有兩個實驗室分別宣布發現了它。
您可以訪問預印物理研究伺服器 arXiv 閱讀 CERN 關於其最新發現的論文。
2014年4月10日更新：先前版本將新發現的粒子稱為Z(4330)，實為Z(4430)。對此錯誤深表歉意。感謝讀者Vinz的指正！
