据阿根廷新闻网1月25日报道，在宇宙大爆炸后的头几微秒内，宇宙处于一种由夸克和胶子组成的温度高达万亿度的等离子体状态。紧接着，这种等离子体开始冷却，夸克和胶子也组合形成了组成普通物质的中子和质子。
报道称，在冷却前的混沌中，一小部分夸克和胶子随机发生碰撞，形成短命的X粒子(因其结构未知而获此名称)。如今X粒子依然非常罕见，但物理学家根据理论推测，X粒子可以在大型粒子加速器内通过夸克凝聚的形式制造出来。在加速器内，高能碰撞可以产生类似的夸克—胶子等离子体闪光。
如今，美国麻省理工学院核科学实验室等研究机构的科学家，已经在位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)产生的夸克—胶子等离子体中发现了X粒子存在的证据。
研究团队使用机器学习技术筛选了130多亿次重离子碰撞，每次碰撞都产生了数以万计的带电粒子。在这些超密集的高能“粒子汤”中，研究人员提取出大约100个X粒子，并以该粒子的预估质量将其命名为X(3872)。
报道称，近日发表在美国《物理评论快报》周刊上的这一研究结果标志着研究人员首次在夸克—胶子等离子体中检测到了X粒子。研究人员希望借此揭示出粒子的未知结构。
“这只是故事的开始，”该项研究主要作者、麻省理工学院物理学教授李彦杰(音)说，“我们已经找到一个信号。在未来几年，我们希望利用夸克—胶子等离子体来探测X粒子的内部结构，这可能改变我们对宇宙能够产生何种物质的看法。”
据报道，这一研究的合作者是一个协作组织的成员，该协作组织是由科学家组成的国际团队，致力于研究大型强子对撞机两个粒子探测器之一的紧凑渺子线圈，并负责收集其数据。
报道称，物质的组成部分是中子和质子，中子和质子均由三个紧密结合的夸克组成。李彦杰表示：“多年来，我们一直认为，由于某种原因，大自然选择了产生仅由两个或三个夸克组成的粒子。”
直到最近，物理学家才开始发现独特的四夸克态，即由四个夸克的罕见组合形式构成的粒子。科学家们怀疑X(3872)要么是一个紧凑的“四夸克粒子”，要么就是一种全新的分子类型——并非由原子构成，而是由两个弱结合的介子构成。介子是亚原子粒子，由两个夸克构成。
李彦杰表示：“从理论上讲，等离子体中有这么多夸克和胶子，X粒子的生产应该得到改善，但人们认为很难找到这些粒子，因为在这个‘夸克汤’中产生的其他粒子数目众多。”
报道称，在这项新研究中，李彦杰和同事共同在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的重离子对撞所产生的夸克—胶子等离子体中寻找X粒子的踪迹。他们的分析基于大型强子对撞机2018年的数据集。
