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四夸克粒子
四夸克粒子有助于物理学家理解宇宙的第一代物质。
有些科学家认为，在这个由二夸克粒子和三夸克粒子主导的宇宙中存在着四夸克粒子。2014年，一种奇异粒子的再次发现为这一观点提供了最好的证据。
美国纽约锡拉丘兹大学的物理学家托马什·斯克瓦尔尼茨基说：“通过确认这种粒子的存在，我们自动证明了四夸克态的存在。”
夸克，物质的基本组成成分之一，从来没有单独存在过。它们与一种叫作胶子的粒子束缚在一起。夸克和它的反物质对应体——反夸克，三个聚集成团形成了重子（包括质子和中子），两个聚集成团形成了介子（包括π介子和k介子）。
但是在2003年，物理学家发现了一种奇异的粒子。这种粒子被称为X（3872）。它似乎并不符合前面提到的这两种分类。根据它的质量（38.72亿电子伏特）及它衰变而成的粒子，X（3872）似乎由一个粲夸克，一个反粲夸克和至少两个其他的夸克组成。
自那时起，科学家试图研究这种无意中发现的其他可能的四夸克粒子。一个有争议的例子是Z（4430）。2008年，它的发现引起了轰动，因为与X（3872）不同，它只有一个电荷。因其粲夸克和反粲夸克的电荷相互抵消，而且研究人员已经排除了Z（4430）是一个三夸克粒子的可能性，所以许多物理学家认为Z（4430）肯定也包含了四个夸克。然而，一些人对Z（4430）的存在持怀疑态度。
现在一个实验已经确认了这种粒子的存在，印第安纳大学布卢明顿分校的物理学家马修·谢泼德表示。通过分析这些导致希格斯玻色子发现的亚原子碎片，斯克瓦尔尼茨基和其他大型强子对撞机的科学家筛选了超过25000个介子衰变过程，最终发现了非常明确的证据，证明存在一种质量为44.3亿电子伏特、带负电的粒子。这一结果于2014年4月7日发表在arXiv.org上。
斯克瓦尔尼茨基和他的同事相信，Z（4430）是一种由四个夸克组成的单粒子。最有可能的组成方式是一个粲夸克、一个反粲夸克、一个下夸克和一个反上夸克。2013年也发现了其他一些四夸克候选体，但是那些粒子却存在诸多问题。例如，一些理论学家认为2013年6月宣布发现的Z c （3900）是一对相互作用的粒子，并非单个粒子。
物理学家希望确定Z（4430）的内部结构：它应该是两个介子的结合，或者一个真正的四夸克粒子，即四个夸克由胶子束缚在一起。“现在有这么多项目在进行中，”谢泼德说，“相信这个问题很快就可以解决了。”
斯克瓦尔尼茨基补充到，即使这些粒子在大自然中不能自由存在，但是在极早期宇宙中它们可能扮演了一个角色。在那时，热的、密集的夸克和胶子冷却并凝聚成了第一代多夸克物质。