欧洲核子研究中心的物理学家观察三重J-psi介子的产生

物理学家的紧凑型介子电磁阀(CMS)合作在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)观察到三个J/ψ粒子从两个质子的一次碰撞中产生。

由三个J/ψ粒子衰变产生的6 μ子质子-质子碰撞事件(红线)。图片来源:CMS / CERN。

由三个J/ψ粒子衰变产生的6 μ子质子-质子碰撞事件(红线)。图片来源:CMS / CERN。

J /ψ介子(J/psi介子或psion)是一种味道中性介子,质量大约是质子的三倍。

这个粒子由一个符咒和一个反符咒通过强大的力量紧密结合在一起。

在1974年的粒子物理学的“11月革命”中,它在两次实验中被意外发现。这反过来又导致了粲夸克的发现,它是上夸克的一个较重的表亲。

它为实验的先驱——伯顿·里希特和塞缪尔·丁——赢得了1976年的诺贝尔物理学奖,而且,重要的是,它为高能物理学领域打开了一扇新的窗户。

ATLAS、CMS和LHCb实验之前已经看到一个或两个J/ψ粒子从单个粒子碰撞中产生,但在新的CMS分析之前,他们从未看到三个J/ψ粒子同时产生。

这一过程的稀缺性反映在发现的事件数量上,在LHC 2015-2018年运行期间发生的近1000亿次质子-质子相互作用中,仅有5次。

新的结果,发表于欧洲核子研究中心的cd信息服务器,具有超过5个标准差的统计意义——在粒子物理学中用于声明对粒子或过程的观测的阈值。

CMS物理学家Stefanos Leontsinis博士和他的同事说:“这一结果为研究质子内部夸克和胶子横向密度的演化提供了一种新的独立方法,这是首次利用三个J/ψ粒子的产生。”

“在未来的20年里,大型强子对撞机的实验预计将积累质子-质子碰撞的数据样本,这些样本比我们团队分析的数据样本大20倍。”

“因此,未来的研究将使我们能够更精确地测量J/ψ粒子的三重生成——以及其他更重的粒子——从而大大提高我们对迄今为止所探测到的最高能量尺度下的质子结构的理解。”

_____

CMS合作。2021年。s√= 13 TeV时质子-质子碰撞中三J/ψ介子产生的观察。cms - pas bph - 21 - 004

分享这个页面
广告