一种前所未见的亚原子粒子在世界上最大的原子加速器内部出现，使物理学家们离解开宇宙中物质是如何组合的谜团更近了一步。
在粒子碰撞了约530万亿次之后，在瑞士大型强子对撞机（LHC）上进行CMS实验的科学家们发现了新型“美重子”的明确证据。
重子是由三个夸克组成的粒子（夸克是构成原子核中质子和中子的基本构建块）。美重子是包含至少一个美夸克（也称为底夸克）的重子。新的样本是一种特殊的激发态美重子，称为Xi(b)*，发音为“csai-bee-star”。
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该发现于周五（4月27日）由CMS合作组发布的一篇论文中宣布（CMS代表紧凑渺子螺线管，它是LHC机器17英里或27公里地下环路中内置的少数几个探测器之一）。
“这非常有意义，”苏黎世大学一位参与CMS实验的物理学家文森佐·基奥奇亚告诉LiveScience。“我们从事的项目需要运行数年——从构思到数据采集，可能需要超过10年——所以当您实际上取得一项发现时，并且您知道这个粒子对撞机是少数几个可以产生它的对撞机之一时，这是非常令人兴奋的。”
这是在该原子加速器上发现的第二个新粒子，该加速器于2008年在日内瓦的欧洲核子研究中心物理实验室开放。[古怪物理学：自然界中最酷的小粒子]
Xi(b)*粒子是由一个名为量子色动力学的物理理论预测的，该理论预测了夸克如何结合在一起形成重粒子，但以前从未被观察到。
“它被期望出现在它被发现的位置附近，”基奥奇亚说。“并非所有这些重态都被发现了，所以你必须寻找所有这些粒子。很可能理论还不完整。在这种特殊情况下，这是预料之中的，但我们必须继续寻找意料之外的事物。”
研究人员希望，如果他们在LHC上花费更多的时间，将会发现更多这些未见过的粒子。
像Xi(b)*这样的奇异物质非常不稳定，只能存在几分之一秒。当两个质子在对撞机内部正面碰撞时，它们从释放的大量能量中爆发出来。然而，几乎立即，它们会衰变成其他粒子，而物理学家在探测器中看到的就是其中一些东西。
CMS研究人员分析了数万亿次碰撞的结果，以找到Xi(b)*后代的特征。
“碰撞产生了大量的轨迹，”基奥奇亚说。“将点连接起来，准确找到哪个粒子来自哪个衰变实际上并不容易。让我有信心的是，如果我们在LHC上找到这个复杂的反应链，那么我们一定有很好的机会找到[其他]重粒子。”
除了量子色动力学预测的其他缺失粒子之外，LHC的研究人员还热切地追逐着另一个难以捉摸的目标——希格斯玻色子。人们认为这种被传闻的粒子可以解释为什么所有粒子都有质量。CMS和LHC的另一个实验ATLAS的许多科学家表示，该粒子就在他们的视线范围内，他们希望能够在今年年底前宣布发现希格斯玻色子。