LHC上A=4（反）超核的首次测量

本文报告了$^4_{\bar{\Lambda}}\overline{\rm He}$反超核的首个证据，以及LHC上对质量数$A=4$的（反）超核——具体为（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{H}$和（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{He}$——产额的首次测量。此外，还给出了两种超核的反粒子与粒子比率（$^4_{\bar{\Lambda}}\overline{\rm H}$ / $^4_{\Lambda}\mathrm{H}$ 和 $^4_{\bar{\Lambda}}\overline{\rm He}$ / $^4_{\Lambda}\mathrm{He}$），这些比率对重离子碰撞中产生的强相互作用物质的重子化学势敏感。结果来自2018年LHC数据采集期间收集的中心Pb-Pb碰撞数据样本，质心系每核子对能量为$\sqrt{s_{\mathrm{NN}}} =$ 5.02 TeV。对电荷共轭态平均的产额测量值为：（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{H}$为$[0.78 \pm 0.19 \; \mathrm{(stat.)} \pm 0.17 \; \mathrm{(syst.)}] \times 10^{-6}$，（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{He}$为$[1.08 \pm 0.34 \; \mathrm{(stat.)} \; \pm 0.20 \; \mathrm{(syst.)}] \times 10^{-6}$，测量的反粒子与粒子比率与1一致。（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{H}$和（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{He}$激发态的存在预期会显著增强这些超核的产额。产额值与仅考虑基态的理论预期存在3.3$\sigma$的联合偏差，而在计算中纳入激发态后，与当前测量值的偏差在0.6$\sigma$以内。此外，测量的（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{H}$和（反）$^4_{\Lambda}\mathrm{He}$质量在不确定度内与世界平均值一致。