一種前所未見的亞原子粒子在世界上最大的原子加速器內部出現，使物理學家們離解開宇宙中物質是如何組合的謎團更近了一步。
在粒子碰撞了約530萬億次之後，在瑞士大型強子對撞機（LHC）上進行CMS實驗的科學家們發現了新型“美重子”的明確證據。
重子是由三個夸克組成的粒子（夸克是構成原子核中質子和中子的基本構建塊）。美重子是包含至少一個美夸克（也稱為底夸克）的重子。新的樣本是一種特殊的激發態美重子，稱為Xi(b)*，發音為“csai-bee-star”。
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該發現於週五（4月27日）由CMS合作組釋出的一篇論文中宣佈（CMS代表緊湊渺子螺線管，它是LHC機器17英里或27公里地下環路中內建的少數幾個探測器之一）。
“這非常有意義，”蘇黎世大學一位參與CMS實驗的物理學家文森佐·基奧奇亞告訴LiveScience。“我們從事的專案需要執行數年——從構思到資料採集，可能需要超過10年——所以當您實際上取得一項發現時，並且您知道這個粒子對撞機是少數幾個可以產生它的對撞機之一時，這是非常令人興奮的。”
這是在該原子加速器上發現的第二個新粒子，該加速器於2008年在日內瓦的歐洲核子研究中心物理實驗室開放。[古怪物理學：自然界中最酷的小粒子]
Xi(b)*粒子是由一個名為量子色動力學的物理理論預測的，該理論預測了夸克如何結合在一起形成重粒子，但以前從未被觀察到。
“它被期望出現在它被發現的位置附近，”基奧奇亞說。“並非所有這些重態都被發現了，所以你必須尋找所有這些粒子。很可能理論還不完整。在這種特殊情況下，這是預料之中的，但我們必須繼續尋找意料之外的事物。”
研究人員希望，如果他們在LHC上花費更多的時間，將會發現更多這些未見過的粒子。
像Xi(b)*這樣的奇異物質非常不穩定，只能存在幾分之一秒。當兩個質子在對撞機內部正面碰撞時，它們從釋放的大量能量中爆發出來。然而，幾乎立即，它們會衰變成其他粒子，而物理學家在探測器中看到的就是其中一些東西。
CMS研究人員分析了數萬億次碰撞的結果，以找到Xi(b)*後代的特徵。
“碰撞產生了大量的軌跡，”基奧奇亞說。“將點連線起來，準確找到哪個粒子來自哪個衰變實際上並不容易。讓我有信心的是，如果我們在LHC上找到這個複雜的反應鏈，那麼我們一定有很好的機會找到[其他]重粒子。”
除了量子色動力學預測的其他缺失粒子之外，LHC的研究人員還熱切地追逐著另一個難以捉摸的目標——希格斯玻色子。人們認為這種被傳聞的粒子可以解釋為什麼所有粒子都有質量。CMS和LHC的另一個實驗ATLAS的許多科學家表示，該粒子就在他們的視線範圍內，他們希望能夠在今年年底前宣佈發現希格斯玻色子。