质子中存在内禀粲夸克的证据

强相互作用理论——量子色动力学——用夸克和胶子来描述质子。质子是两个上夸克和一个下夸克由胶子束缚而成的态，但量子理论预言此外还存在无穷多夸克-反夸克对。在质子的高能碰撞中，质量分别小于或大于质子质量的轻夸克和重夸克均会被显现出来。然而，重夸克是否也作为质子波函数的一部分而存在仍不清楚，因为质子波函数由非微扰动力学决定因而未知：即所谓的内禀重夸克。长期以来人们认为，质子可能具有最轻的重夸克——粲夸克——的显著内禀组分。无数确立质子内禀粲夸克的努力一直未能得出结论。在此，我们基于机器学习和大型实验数据集对核子的夸克-胶子含量进行高精度确定，从而提供了内禀粲夸克的证据。我们将内禀粲组分与由高能辐射产生的粲-反粲对区分开来。我们在3倍标准偏差的水平上确立了内禀粲的存在，其动量分布与模型预言惊人地一致。我们通过与来自LHCb实验的、关于带粲喷注的Z玻色子产生的最新数据进行比较，证实了这些发现。