美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器实验室的研究人员近日报告了一项意外发现：他们在用光子束轰击质子靶时，没有找到预期中的XYZ态粒子，却探测到了两个此前未见的结构信号。相关成果已发表在《物理评论快报》上。

这项实验由杰斐逊实验室D大厅的胶子激发（GlueX）合作组完成。研究人员表示，这是该实验室首次在光子束实验中观测到这类信号，可能为理解一类被称为“XYZ态”的奇异粒子提供新线索。

打开网易新闻 查看精彩图片

寻找一个，发现两个

“我们原本打算用光子束寻找一个已知的XYZ态候选者，结果却发现了另外两个结构。”杰斐逊实验室科学家马尔特·阿尔布雷希特说，“这是新的信息。”

XYZ态是一类让物理学家困惑的粒子。它们无法被纳入传统的夸克模型框架——按照该模型，强子由夸克组成，例如质子和中子各由三个夸克构成，介子则通常由一个夸克与其反物质对应物（反夸克）配对而成。

夸克模型的历史与局限

夸克模型于1964年提出，最初只包含三种夸克“味”：上夸克、下夸克和奇异夸克。1974年粲夸克被发现后，粒子物理学发生重大变化，夸克模型最终扩展至六种味，成为标准模型的重要组成部分。

进入21世纪后，随着加速器功率不断提升，物理学家开始探测到大量具有异常量子性质的强子，它们难以被原始夸克模型解释。由于这类粒子数量激增，研究人员采用了“XYZ态”这一统称，而它们的真实结构至今仍是未解之谜。

此次新发现的两个结构信号，正是来自对这类奇异粒子的探索。研究人员认为，理解这些结构可能提供关于强核力（自然界基本力之一）如何塑造物质的新信息。