国科大团队在双粲重子研究取得新进展

  • 粒子物理实验组 (物理科学学院)
  • 创建于 2020-05-11
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  近期,中国科学院大学(以下简称“国科大”)物理科学学院LHCb实验团队开展的双粲重子研究取得了新进展,首次测量了2017年发现的双粲重子Ξcc++的产生截面,利用LHCb实验采集的所有质子-质子对撞数据搜寻了单电荷的双粲重子Ξcc+。这两项成果作为封面文章分别发表在Chinese Physics C(《中国物理C》)和SCIENCE CHINA - Physics, Mechanics & Astronomy(《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版)。

  按照粒子物理的夸克模型,自然界存在六种夸克:上(up,u)、下(down,d)、奇异(strange,s)、粲(charm,c)、底(bottom,b),顶(top,t),前三种较轻,后三种较重。重子由3个夸克组成,像人们熟知的质子便是一种重子,由三个轻夸克(两个上夸克和一个下夸克)组成。双粲重子由两个重夸克(粲夸克)和一个轻夸克组成,其内部结构预期迥异于普通重子,因而具有独特的性质,在研究夸克的三体束缚系统、理解强相互作用和夸克模型等占有特殊重要的地位。在国内理论物理学家们长期强有力的支持下,LHCb中国组于2017年主导发现了双粲重子Ξcc++(夸克组分:ccu),此后继续利用LHCb实验采集的物理数据搜寻其它双粲重子、测量双粲重子性质,为加深我们对于夸克模型和强相互作用的理解提供重要信息。

  国科大团队主导了双粲重子Ξcc++产生截面的测量。通过分析LHCb实验于2016年采集的质子-质子对撞数据,测量得到双粲重子Ξcc++的产率大约是单粲重子Λc+(夸克组分:udc)的千分之一,与理论预期相符。该成果作为封面文章发表在Chin. Phys. C. 44 (2020) 022001 。

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Chinese Physics C(《中国物理C》)

  国科大团队和北京大学团队联合主导了双粲重子Ξcc+(夸克组分:ccd)的搜寻。利用LHCb实验采集的所有质子-质子对撞数据,在其同位旋伙伴Ξcc++质量处看到局部显著度为3.1倍标准差的迹象。测量给出了双粲重子Ξcc+相对于单粲重子Λc+(和双粲重子Ξcc++)的产生截面的上限,相比于LHCb合作组利用2011年采集的数据给出的上限,灵敏度提高了一个数量级。该成果作为封面文章发表在Sci. China Phys. Mech. Astron. 63 (2020) 221062。

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SCIENCE CHINA - Physics, Mechanics & Astronomy

(《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版)

  国科大物理科学学院教授、博士生导师何吉波和博士研究生秦佳佳、周亦雄等对这两项研究有突出贡献。国科大的双粲重子研究工作得到了科技部国家重点研发计划“大型强子对撞机LHCb实验的物理研究”项目(课题“双重味重子寻找”,课题号:2017YFA0402102)、国科大优秀青年教师科研能力提升项目等的支持。

 

责任编辑:余玉婷