K介子（綠色圓圈）與質(zhì)子（深藍(lán)色圓圈）融合形成∧（1405）的反應(yīng)示意圖，該反應(yīng)發(fā)生于氘原子核內(nèi)。圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)

日本、加拿大、奧地利等國科學(xué)家組成的國際科研團(tuán)隊在最新一期《物理評論快報B》雜志上發(fā)表論文指出，他們首次在粒子加速器上合成出奇異且非?！岸堂钡摹模?405）粒子，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有助于進(jìn)一步理解存在于中子星內(nèi)部的超級稠密的物質(zhì)。

粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型指出，大多數(shù)粒子都由夸克組成，已知有6種夸克：上夸克、下夸克、頂夸克、底夸克、粲夸克、奇異夸克。通常情況下，2個或3個夸克結(jié)合在一起形成質(zhì)子和中子。∧（1405）一直被認(rèn)為是一種特殊的激發(fā)態(tài)，由上夸克、下夸克和奇異夸克組成，但迄今科學(xué)家們一直未曾發(fā)現(xiàn)這種粒子。

此次在強流質(zhì)子加速器研究聯(lián)合裝置上，科學(xué)家通過讓一個K介子和一個質(zhì)子結(jié)合，首次合成出∧（1405）。K介子射向氘靶，每個靶上都有一個質(zhì)子和一個中子。在一次成功的反應(yīng)中，一個K介子將中子“踢出”后與質(zhì)子融合，生成了∧（1405）。

研究結(jié)果表明，∧（1405）最應(yīng)該被認(rèn)為是K介子和質(zhì)子的暫時結(jié)合態(tài)，而非三夸克激發(fā)態(tài)。形成K介子和質(zhì)子的結(jié)合態(tài)是可能的，因為中子帶走了一些能量。而且，研究人員通過觀察衰變產(chǎn)物的行為，成功測量了∧（1405）的復(fù)雜質(zhì)量（質(zhì)量和寬度）。

研究團(tuán)隊指出，鑒于K介子由1個奇異夸克和1個反夸克組成，質(zhì)子由2個上夸克和1個下夸克構(gòu)成，最新研究意味著∧（1405）是一種由4個夸克和1個反夸克共5個夸克組成的異常狀態(tài)，其并不符合傳統(tǒng)分類，即粒子要么由3個夸克，要么由1個夸克和1個反夸克組成。最新研究有助于科學(xué)家更好地理解宇宙大爆炸后不久早期宇宙的形成情況，以及物質(zhì)在極端壓力和密度等情況下的狀態(tài)。