欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）上的底夸克（LHCb）实验近期发现了底介子四体质子衰变模式，并且首次测量了该衰变模式的分支比。该研究由湖南大学物理与微电子科学学院俞洁晟副教授及其研究生赵好强和美国辛辛那提大学博士后Simon Akar联合主导完成。
利用LHCb实验采集的海量数据，研究团队首次观测到了底介子衰变到2个质子和2个反质子的四体纯重子衰变过程，并测量了其衰变分支比（衰变概率）。
LHCb发现的底介子新衰变模式
质子和中子是组成宇宙中物质的主要成分，统称为重子。宇宙大爆炸初期正反夸克是成对产生，10-6秒后宇宙开始冷却，正粒子幸存组成重子，形成今天所见的正物质世界。粒子物理标准模型在理解正反物质不对称之谜取得了一系列重要进展，但仍然远远不足解释该科学问题，急需寻找新的物理机制。
LHC实验环境近似为宇宙10-10~10-6的状态。LHCb的这些研究成果开辟了底介子的多体纯重子衰变研究领域，可以帮助我们检验量子色动力学关于重子形成的重要理论预言，并为理解正反物质不对称之谜提供重要信息。
相关成果于8月29日发表于《物理评论快报》（Physics Review Letters），俞洁晟副教授为论文通讯作者。研究由湖南大学的研究人员和辛辛那提大学的研究人员联合主导，武汉大学、利物浦大学和洛桑联邦理工学院等单位参与，以LHCb国际合作组的名义完成。按照高能物理学界惯例，论文由合作组全体成员依作者姓氏英文字母顺序共同署名。
相关研究工作得到国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目（LHCb实验上新物理的间接寻找）以及湖南大学“双一流”学科建设项目的经费支持。
相关链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.131.091901
来源：物电院
责任编辑：文亦佳
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