北京譜儀Ⅲ實驗發(fā)現(xiàn)了質量為1882 MeV的共振結構X（1880）或為質子-反質子束縛態(tài)。4月9日，相關研究成果作為亮點論文，發(fā)表在《物理評論快報》上。同時，美國物理學會報道了這一成果。

質子是構成原子核的基本粒子之一。而反質子是質子的反物質對稱粒子，具有與質子相同的質量卻帶有相反的電荷。當質子和反質子相遇時，它們會相互湮滅，釋放出巨大的能量。然而，有理論預測質子和反質子可以通過強相互作用力結合形成壽命極短的狀態(tài)即質子-反質子束縛態(tài)。

2013年，北京譜儀Ⅲ實驗在研究J/ψ粒子衰變成一個光子和3對正負π介子的過程時，發(fā)現(xiàn)了新共振結構X（1840）。X（1840）的質量恰好位于質子-反質子質量閾值附近，但略低于該閾值。

北京譜儀III實驗采集了100億?J/ψ衰變事例，為開展相關研究奠定了基礎。利用這批數據，該研究在3（π⁺π^-）質量譜上觀測到一種反常結構。該結構由兩個共振結構疊加形成，也就是2013年發(fā)現(xiàn)的X（1840）以及被命名為X（1880）的新共振結構。X（1880）的質量和寬度分別為1882.1±1.7±0.7 MeV和30.7±5.5±2.4 MeV，且統(tǒng)計顯著性大于10倍標準偏差。這個新共振結構的質量恰好比一個質子和一個反質子之和略重一點，其性質類似質子-反質子束縛態(tài)，為質子-反質子束縛態(tài)的存在提供了新的實驗依據。

上述成果由中國科學院高能物理研究所和廣西師范大學等北京譜儀Ⅲ合作組成員完成。北京譜儀Ⅲ探測器維護和離線軟件團隊、北京正負電子對撞機的加速器運行維護團隊為數據采集和分析工作做出了貢獻。

論文鏈接

美國物理學會新聞報道鏈接

核子-反核子束縛態(tài)示意圖