五夸克粒子是一種次原子粒子，屬于奇異強子。五夸克粒子有五個夸克。更詳細(xì)地說，是四個夸克和一個反夸克（表示他的重子數(shù)為1）。雖然物理學(xué)者預(yù)言五夸克粒子存在已很多年了，五夸克態(tài)顯然很不容易被發(fā)現(xiàn)。有些物理學(xué)者甚至提議，某種未知自然定律阻止五夸克粒子的出現(xiàn)。
簡介
2000年代，曾經(jīng)有幾個實驗報告發(fā)現(xiàn)五夸克態(tài)的存在，但對于這些實驗所獲得的數(shù)據(jù)做重新分析，再加上對于后來完成的實驗做分析，所得到的結(jié)論是，這些先前得到的結(jié)果都是統(tǒng)計效應(yīng)，而不是真實的共振。2015年7月13日，歐洲核子研究組織的LHCb實驗團隊報告，在底Λ粒子的衰變反應(yīng)中，發(fā)現(xiàn)了五夸克態(tài)，但這結(jié)果尚未經(jīng)過同行評議。
在粒子物理學(xué)實驗室之外，五夸克粒子也可以在超新星形成中子星的過程中自然制成。對于五夸克粒子的研究或許可以幫助洞悉這些恒星怎樣形成，也可以讓物理學(xué)者更加了解強相對作用。
概述
夸克是一種基礎(chǔ)粒子，它擁有質(zhì)量、電荷、色荷性質(zhì)，還擁有給出夸克種類（上夸克、下夸克、奇夸克、魅夸克、頂夸克、底夸克）的風(fēng)味性質(zhì)。由于夸克禁閉效應(yīng)，夸克從未被觀測到單獨存在。幾個夸克可以共同組成復(fù)合粒子，稱為強子。由一個夸克與一個反夸克共同組成的強子稱為介子。由三個夸克組成的強子稱為重子。物理學(xué)者知道很多關(guān)于這些普通強子的性質(zhì)和行為。沒有任何理論規(guī)定禁止夸克組成奇異強子，例如，由兩個夸克與兩個反夸克組成的四夸克粒子，由四個夸克與一個反夸克組成的五夸克粒子。
在五夸克粒子里，夸克被強作用力束縛在一起，強作用力能夠促使所有色荷相互抵銷。更仔細(xì)說，在介子里，夸克必須與反色荷的反夸克配對在一起，例如，藍(lán)色夸克與反藍(lán)色反夸克；在重子里，三個夸克必須從三種色荷中各自選擇不同的色荷，例如，紅色、藍(lán)色與綠色。在五夸克粒子里，色荷必須相互抵銷。唯一可行的組合是設(shè)定一個夸克為某顏色，另一個夸克為另一種顏色，另兩個夸克為第三種顏色，最后一個夸克為第三種顏色的反顏色。
物理學(xué)者尚不清楚五夸克粒子的束縛機制，可能是五個夸克緊緊地束縛在一起，也可能是一個重子與一個介子松松的束縛在一起。
歷史
理論預(yù)言
默里·蓋爾曼于1964年最早提議奇異強子存在。1979年，丹尼爾斯特勞曼給出模型描述由四個夸克與一個反夸克組成的強子。
1997年，俄羅斯圣彼得堡科學(xué)院核物理學(xué)院的理論物理學(xué)者馬克沁·波利亞科夫、維克托·佩特羅夫和德米特里·帝雅克諾夫預(yù)言由兩個上夸克、兩個下夸克與一個奇夸克組成的五夸克粒子存在，并將這種粒子命名為Θ+
。它的質(zhì)量約為1530MeV、寬度約為15MeV，比較特別的性質(zhì)是它的奇異數(shù)為1，做實驗可以很容易從奇異數(shù)辨識出這粒子的存在。
2000年代中期
由于五夸克粒子必須擁有一個反夸克，假若反夸克的風(fēng)味匹配任何其它夸克的風(fēng)味，這夸克-反夸克對會相互抵銷，因此五夸克粒子會貌似它的三夸克重子，所以許多種類的五夸克粒子都很難在實驗里辨識出來。為了避免這問題，早期五夸克粒子探索實驗會尋找夸克-反夸克對不相互抵銷的粒子。在2000年代中期，有幾個實驗聲稱，揭露了五夸克態(tài)。特別是2003年在日本春天八號同步輻射設(shè)施完成的“春天八號激光電子光子實驗”（LEPS實驗）顯示出質(zhì)量為1540MeV的共振態(tài)，顯著性差異為4.6σ。這實驗得到的結(jié)果跟1997年波利亞科夫等的理論預(yù)言相符合。
應(yīng)用
五夸克粒子的發(fā)現(xiàn)讓物理學(xué)者能夠更細(xì)致地研究強作用力，從而助益對于量子色動力學(xué)的了解。另外，當(dāng)今理論意味著，當(dāng)有些非常巨大恒星塌縮時，會制成五夸克粒子，對于五夸克的研究或許可以幫助人們了解中子星的物理。
參見
??粒子列表
??奇異強子
??強子
??夸克模型
??四夸克態(tài)
研究發(fā)現(xiàn)
2022年7月5日，歐洲核子研究中心宣布，發(fā)現(xiàn)夸克構(gòu)成粒子的3種新結(jié)構(gòu)，包括一種五夸克態(tài)和一對四夸克態(tài)粒子。
參考資料 >
歐核中心宣布發(fā)現(xiàn)3種新的奇特粒子結(jié)構(gòu).財聯(lián)社.2022-07-06