奇异粒子可能非常短暂，在衰变前仅能存在极短的时间。一项新的研究对近期一项关于名为四夸克的新型粒子的发现提出了质疑，认为该粒子可能同样是昙花一现，尽管这一问题尚未有定论。
新的四夸克——由四个夸克组成的排列，夸克是构成原子核内质子和中子的基本粒子——最早于二月下旬由参与伊利诺伊州费米国家加速器实验室 (Fermilab) 万亿电子伏特加速器 DZero 实验的物理学家宣布发现。该发现代表了一种令人惊讶的由四种不同味夸克组成的结构，这是此前未曾预测到的，可能有助于阐明支配这些粒子的极其复杂的规则。但现在，位于瑞士和法国地下的世界最大粒子加速器——大型强子对撞机 (LHC) 的科学家表示，他们已经尝试过，但未能在他们自己的数据中找到证实该粒子的证据。“我们根本没有看到任何这些四夸克，” 雪城大学物理学家 Sheldon Stone 说，他领导了大型强子对撞机底夸克 (LHCb) 实验的分析。“我们否定了他们的结果。”
然而，DZero 团队负责人表示，他们坚持他们的发现，该发现出现在存档数据中，至少在他们看到来自 LHCb 更充实的数据之前。 （万亿电子伏特加速器已于 2011 年退役。）“他们还没有任何书面文件，只有幻灯片，” DZero 实验的共同发言人 Dmitri Denisov 说。“所以它可能是正确的，也可能不是。让我们等待更多信息。”
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潜在的新“四夸克”粒子由四个夸克组成，衰变为两个介子，或两对夸克，然后衰变为其他子粒子。
图片来源：费米实验室
如果新的四夸克存在，理论上它应该会在大型强子对撞机中大量出现，也可能在其他对撞机中少量出现。 DZero 的发现并非直接观察到名为 X(5568) 的新四夸克，而是通过观察到被认为是其衰变产生的粒子对后推断出其存在。这些粒子，π介子和 Bs 介子（均由夸克和反夸克对组成），在 LHCb 实验中比在 DZero 中更丰富，因此，如果 X(5568) 四夸克存在，它应该在那里显而易见。但由于每个对撞机和实验的工作方式不同，并且具有独特的灵敏度，因此 DZero 可能更适合探测到它。“现在说 LHCb 是否有能力看到这个物体还为时过早，” Denisov 说。
“我认为 LHCb 的灵敏度比 [DZero 的] 好得多，所以我倾向于怀疑这个 [四夸克] 结果是真实的，” 夏威夷大学马诺阿分校的 Tom Browder 说，他是日本 Belle 对撞机实验的成员。“这很可能是一个统计波动。你可能会提出一个阴谋论，认为它只在万亿电子伏特加速器中产生，而不是在大型强子对撞机中产生，但我认为那是牵强的。” Browder 说，尽管 Belle 在 2003 年发现了第一个已知的四夸克，但它可能不具备发现 X(5568) 的能力。
万亿电子伏特加速器的另一项实验 CDF（代表费米实验室对撞机探测器）的科学家们现在正在整理他们自己的数据以寻找该粒子，但尚未确认他们是否具有找到它所需的灵敏度。“我们能看到这样的东西吗？原则上，是的，” 费米实验室科学家和 CDF 合作成员 Jonathan Lewis 说。“但这是一个细节问题。我无法就我们是否可以肯定或否定它做出明确的声明。” 他还发现 LHCb 的结果可能说明问题。“这当然是一个强烈的相反证据，人们需要考虑，” Lewis 说。“我会拭目以待。我们正在做我们的工作，我会让其他人来判断总和。”
无论如何，科学家们确实预计，随着加速器变得越来越强大，未来几年将会出现更多的四夸克粒子和其他新的夸克排列方式。目前已知的约六个四夸克可能只是冰山一角。而且，我们对所有不同可能的夸克排列方式了解得越多，科学家们就越有望理解支配它们的复杂定律，即量子色动力学。这些规则目前解释了夸克行为的许多方面，但该理论的方程过于复杂，无法解决许多类型的问题。确定 X(5568) 是否存在是迈向进步的第一步。
“无论如何，这将有助于科学了解更多，” Denisov 说。“这种情况尤其困难，因为从理论上讲，人们对这个物体的产生和衰变方式知之甚少。这就是正在进行的科学。”