CERN或捕获新粒子

科技日报北京4月6日电 （记者张佳欣）据欧洲核子研究中心（CERN）官网3日消息，该中心紧凑缪子线圈（CMS）团队在大型强子对撞机（LHC）产生的数据中观测到一个出乎意料的特征，这可能预示着一种前所未见的粒子，即拓扑偶素的存在。

拓扑偶素是物理学家长期以来预测但从未真正观测到的一种夸克偶素，即由夸克与其对应反夸克组成的不稳定束缚态。在已知的夸克偶素中，包括粲偶素和底偶素已分别于1974年和1977年被发现，底偶素也是迄今被认为是最小的复合粒子。但拓扑偶素若被证实存在，尺寸将更小，可能成为目前已知最小的强子。

在LHC中，质子间的高能碰撞常常会产生顶夸克—反顶夸克对，研究其产生的概率（即截面）不仅是验证粒子物理标准模型的关键，也为寻找新粒子打开了通道。许多标准模型的拓展理论预测了额外的希格斯玻色子，它们可能与顶夸克存在强烈相互作用，并优先衰变为tt-bar。

此次CMS团队分析了大量tt-bar数据，他们在最低tt-bar产生能区（tt-bar刚刚可以生成的能量阈值）处发现了异常的“过剩”。这种现象通常被视为存在额外希格斯玻色子的线索，但此次的“过剩”出现得过于精准，促使团队转而考虑一个假设：顶夸克与反顶夸克在极短时间内结合形成拓扑偶素。

这一假说曾被广泛质疑，但团队指出，若确有观测到tt-bar对在最低能量阈值附近的“过剩”，这可能是拓扑偶素瞬间形成并迅速解体所留下的信号。

值得注意的是，拓扑偶素若被证实，将在所有夸克偶素中具有独特地位。目前，CMS与“姊妹实验”——超环面仪器合作组正在联合分析这一异常信号，以确认是否为新粒子存在的真正证据。