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首次发现四夸克粒子
这个发现将可能揭示原子核是如何组合在一起的。
第一个由超过三个夸克所组成的一种奇异粒子可能将在实验中合成。夸克是构成原子核的基本粒子。如果这与物理学家的想法相符，这个奇异粒子将为研究组成原子核的作用力和早期的宇宙提供一些线索。
明尼苏达大学的物理学家罗纳德·波林说：“我们已获得了关于这个非常规粒子的足够证据，而且它可能含有四个夸克，这是令人兴奋的结果。”关于这个粒子（命名为Z c （3900））的详细描述，已经发表于2013年6月21日出版的《物理评论快报》上。
自从20世纪60年代起，物理学家已经知道质子和中子与其他几百种粒子一样，都是由夸克组成的。所有的粒子可分为两大类：介子和重子。其中介子由两个夸克组成，重子（包括重子和中子）则含有三个夸克。
在过去的十几年里，许多物理学家包括日本的Belle实验和中国的BESIII实验在内的研究团队一直都没有找到超过三个夸克所组成的粒子。由于物理学家并不能直接观测到夸克，因此探测粒子的内部工作是相当困难的。因而科学家必须依赖于质量、电荷和由撞击粒子产生的衰变产物来寻找非平常的粒子特征属性。这些非平常的特征或许可以由一个奇特的夸克粒子组合来解释。
Belle和BESIII研究团队研究一个叫Y（4260）的奇异粒子时，发现它会衰变为另一个有趣的粒子Z c （3900）。来自BESIII团队的波林说，Z c 粒子的质量表明它是一个电中性的介子，由两个夸克组成，分别含有相反的电荷，称为粲夸克和反粲夸克。但令人惊奇的是，Belle和BESIII这两个研究团队都发现Z c （3900）粒子具有一个电荷。
波林说，事实上没有双夸克或三夸克的组合能解释Z（c 3900）的质量和电荷。这导致物理学家得出一个令人振奋的结论，它是一个含有四个夸克的粒子：粲夸克和反粲夸克，以及上夸克和反下夸克，这使得其质量非常轻，并含有一个正电荷。纽约锡拉丘兹大学的物理学家托马什·斯克瓦尔尼茨基说，这个粒子的电荷是四夸克状态的绝佳证据。
如果这个四夸克的构建是真的，那么下一个研究的主要问题是要知道这些夸克是如何构建在一起的。斯克瓦尔尼茨基说，Z c （3900）可能是一个四夸克粒子，也有可能是由两个介子耦合而成，就像两个原子那样形成一个分子。
波林说，对这个粒子内部结构的认知将有利于物理学家理解强原子核作用力，因为是它决定夸克如何聚并成为质子、中子和其他物质形式。
另外，物理学家认为就在宇宙大爆炸之后，物质是以一堆夸克和胶子（gluons）组成的热汤的形式存在，这些粒子具有强相互作用力。可能随着宇宙的冷却，这个热汤凝固被称为多种奇异的多夸克组合体，就像当今我们所观测的在分裂之前的Z c （3900）。波林说，随着对所有基本粒子越来越完整的认知以及它们之间的相互作用，我们将更好地理解我们是从何而来，以及我们是如何走到现在。