来自CERN大型强子对撞机（LHC）LHCb实验的物理学家宣布，他们发现了一种新的重质子类粒子——双粲重子Ξcc⁺。这一粒子由两个粲夸克和一个下夸克组成，被视为探索强相互作用力的新实验窗口。

据介绍，Ξcc⁺是一种重子，其内部结构包含两个粲夸克和一个下夸克。CERN公布的资料显示，这一新粒子的发现，为研究将物质基本构件束缚在一起的强相互作用力提供了罕见的新途径。

夸克是构成物质的基本单元之一，目前已知有六种类型：上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克和底夸克。它们通常以两夸克或三夸克的形式结合，分别形成介子和重子。质子是最稳定的重子之一，而大多数强子——介子和重子的统称——极不稳定，产生后会在极短时间内衰变，因此难以直接探测。

在LHC等高能加速器中，粒子以极高能量发生碰撞，从而产生这些不稳定的强子。虽然它们本身迅速衰变，但衰变产物中包含的更稳定粒子可以被探测，研究人员据此反推原始强子的性质。

此次发现的Ξcc⁺使LHC各实验迄今观测到的强子总数增至80个。LHCb发言人Vincenzo Vagnoni博士表示：“这是2023年完成LHCb探测器升级后首次确认的新粒子，也是第二次观测到含有两个重夸克的重子，第一次是在近10年前由LHCb观测到的。”

Vagnoni指出，这一结果将为理论物理学家提供新的数据，用于检验量子色动力学模型。量子色动力学是描述强相互作用力的理论框架，该相互作用不仅将夸克结合成传统的重子和介子，也能形成更为特殊的强子态，如四夸克和五夸克结构。

LHCb团队早在2017年曾报告发现一个与此次新粒子非常相似的重子，该粒子同样含有两个粲夸克，但第三个夸克为上夸克。与之相比，此次发现的Ξcc⁺仅在组成上将上夸克替换为下夸克。

尽管两者结构相近，研究人员指出，由于复杂的量子效应，新发现的Ξcc⁺预期寿命比2017年观测到的对应粒子短多达六倍，这增加了其实验观测的难度。

物理学家通过分析LHC第三轮运行期间LHCb探测器记录的质子-质子碰撞数据，在统计上以7西格玛的显著性观察到这一新重子。该显著性水平远高于粒子物理界通常用于宣布“发现”的5西格玛标准阈值。

CERN总干事Mark Thomson表示：“这一重大成果是LHCb独特能力在LHC整体科学计划中发挥关键作用的典型例证。它表明，CERN各项实验的升级如何直接推动新粒子的发现，并为我们期待的高亮度LHC阶段可能带来的科学进展奠定基础。”

他同时强调，这些成果依赖于CERN加速器群的运行表现和技术团队的工作，以及LHCb实验科学家的长期投入和合作。