CERN或捕獲新粒子

科技日報北京4月6日電 （記者張佳欣）據歐洲核子研究中心（CERN）官網3日消息，該中心緊湊繆子線圈（CMS）團隊在大型強子對撞機（LHC）產生的數據中觀測到一個出乎意料的特徵，這可能預示着一種前所未見的粒子，即拓撲偶素的存在。

拓撲偶素是物理學家長期以來預測但從未真正觀測到的一種夸克偶素，即由夸克與其對應反夸克組成的不穩定束縛態。在已知的夸克偶素中，包括粲偶素和底偶素已分別於1974年和1977年被發現，底偶素也是迄今被認為是最小的複合粒子。但拓撲偶素若被證實存在，尺寸將更小，可能成為目前已知最小的強子。

在LHC中，質子間的高能碰撞常常會產生頂夸克—反頂夸克對，研究其產生的概率（即截面）不僅是驗證粒子物理標準模型的關鍵，也為尋找新粒子打開了通道。許多標準模型的拓展理論預測了額外的希格斯玻色子，它們可能與頂夸克存在強烈相互作用，並優先衰變為tt-bar。

此次CMS團隊分析了大量tt-bar數據，他們在最低tt-bar產生能區（tt-bar剛剛可以生成的能量閾值）處發現了異常的“過剩”。這種現象通常被視為存在額外希格斯玻色子的線索，但此次的“過剩”出現得過於精準，促使團隊轉而考慮一個假設：頂夸克與反頂夸克在極短時間內結合形成拓撲偶素。

這一假説曾被廣泛質疑，但團隊指出，若確有觀測到tt-bar對在最低能量閾值附近的“過剩”，這可能是拓撲偶素瞬間形成並迅速解體所留下的信號。

值得注意的是，拓撲偶素若被證實，將在所有夸克偶素中具有獨特地位。目前，CMS與“姊妹實驗”——超環面儀器合作組正在聯合分析這一異常信號，以確認是否為新粒子存在的真正證據。