歐洲核子研究組織（CERN）宣布，瑞士日內瓦近郊的大型強子對撞機（Large Hadron Collider，LHC）發現兩種新粒子。科學家以大型強子對撞機底夸克實驗（Large Hadron Collider beauty，LHCb）進行研究，發現了兩種從未見過的新粒子，甚至發現第三種潛在的新粒子。
重子系列新成員
物理學界的標準粒子模型曾預測這兩種稀有粒子的存在，直到此次實驗才得到證實，這兩種新粒子都屬於重子（baryon）的一種，與在 LHC 粒子加速實驗中使用的質子為同一系列的粒子。
宇宙的大部分都是由重子所組成的。我們所熟悉的質子與中子就是重子的一種，而這兩種新發現的粒子，是由三個夸克（quark）所組成的。夸克共有六種型態，粒子物理學上稱「味」（flavour），分別為上（up）、下（down）、頂（top）、底（bottom）、魅（charm）、奇（strange）。舉例來說，質子是由兩個上夸克與一個下夸克組成，而中子則是由一個上夸克與兩個下夸克組成。
新發現的兩種粒子分別被命名為 Σb(6097)+ 及 Σb(6097)–，分別由兩個上夸克與一個底夸克，兩個下夸克與一個底夸克所組成。這兩種新粒子均屬於底重子（bottom baryon），與之前在費米實驗室（Fermilab）觀察到的四種粒子有關。不過，這是科學史上首次觀察到較大質量的重子，其質量約為質子的六倍。
另一種潛在的粒子
科學家還認為可能發現了另一種稀有的新粒子，這種新粒子可能是一種稱為四夸克（tetraquark）的複合粒子。四夸克是一種介子（meson），一般介子是由兩個夸克組成，四夸克則是由兩個夸克跟兩個反夸克組成的。不過至今四夸克仍難以觀察到，在這次的研究中也是。這個可能的新粒子被命名為 Zc–(4100)，是在觀察較重 B 介子衰退時與另外兩個魅夸克一同被偵測到。
但由於這次的觀察中，Zc–(4100) 的顯著性只有約 3 個標準差，距離發現新粒子的門檻 5 個標準差還有一段差距。要確認 Zc–(4100) 是否存在還需要後續持續觀察。而新發現的兩個新重子的顯著性標準差分別為 12.7 及 12.6，遠超過門檻。
參考資料：
- Starr, M., (2018, September 28). CERN Scientists Say The LHC Has Confirmed Two New Particles, And Possibly Discovered a Third. Science Alert
- Aaij, R. et al. (2018, September 20). Observation of two resonances in the Λ0bπ± systems and precise measurement of Σ±b and Σ∗±b properties. arXiv.org
- Aaij, R. et al. (2018, September 19). Evidence for an ηc(1S)π− resonance in B0→ηc(1S)K+π− decays. arXiv.org