K介子（綠色圓圈）與質子（深藍色圓圈）融合形成∧（1405）的反應示意圖，該反應發(fā)生于氘原子核內。圖片來源：物理學家組織網(wǎng)

日本、加拿大、奧地利等國科學家組成的國際科研團隊在最新一期《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常“短命”的∧（1405）粒子，了解其內部結構有助于進一步理解存在于中子星內部的超級稠密的物質。

粒子物理學標準模型指出，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個夸克結合在一起形成質子和中子。∧（1405）一直被認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，但迄今科學家們一直未曾發(fā)現(xiàn)這種粒子。

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

研究結果表明，∧（1405）最應該被認為是K介子和質子的暫時結合態(tài)，而非三夸克激發(fā)態(tài)。形成K介子和質子的結合態(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）的復雜質量（質量和寬度）。

研究團隊指出，鑒于K介子由1個奇異夸克和1個反夸克組成，質子由2個上夸克和1個下夸克構成，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，以及物質在極端壓力和密度等情況下的狀態(tài)。