当原子和亚原子粒子在欧洲核子研究组织大型强子对撞机（LHC）的磁涡流中旋转和碰撞时，监视它们碰撞及其产生的高能碎片的探测器会将它们所见的转化为数据——大量的数据。
这些数据绝大部分是CERN自动过滤掉的无关信息。但据CERN估计，LHC每年运行都会产生90 PB（拍字节）的保存数据——足以填满9万个1 TB的普通硬盘。CERN以一种20世纪60年代太空歌剧的方式，将其中大部分数据存储在法国和瑞士边境附近一个光鲜亮丽的房间里的巨大的磁带库中。数据量太大，任何人都无法轻易地筛选。
隐藏在这些存储库深处的“宝藏”等待被发现，这或许并不令人意外。粒子物理学家们发现了一件这样的宝藏：一种名字奇特、形态奇特的粒子，X(3872)。如果他们是对的，它可能是一种回溯宇宙大爆炸后第一百万分之一秒的景象。他们于1月19日在《物理学评论快报》期刊上发表了他们的发现。
他们也才刚刚开始了解这种粒子的形态。“不同研究小组的理论预测并不一致，”麻省理工学院的粒子物理学家、研究人员之一的Yen-Jie Lee说。
X(3872)听起来像是一个神秘生物的名字，而它之前的观测确实短暂。首次观测是在2003年，当时日本筑波的Belle实验（一种粒子加速器）的科学家们在对撞电子时瞥见了X(3872)。不幸的是，X(3872)衰变消失得太快，科学家们未能了解太多。
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取而代之的是，科学家们认为他们可以在一种叫做夸克-胶子等离子体的东西中找到X(3872)。原子核包含质子和中子团，但这些微小粒子实际上是由更微小的粒子——夸克——构成的。为了形成更大的粒子，夸克被胶子结合在一起，胶子是更小的粒子，充当强核力的媒介。
在极高极高的温度下——数万亿度——质子、中子以及其他类似的粒子会分解，溶解成一种高能的夸克和胶子混合物。这就是夸克-胶子等离子体。
直到21世纪，物理学家们才能够制造出它。一种已被证明可行的方法是重离子碰撞：以极高的速度将原子核撞击在一起。幸运的是，LHC的实验一直在撞击重铅原子，为研究人员留下了夸克-胶子等离子体的数据轨迹，供他们梳理。
但这并非易事。Lee说：“以前没有人试图在重离子碰撞中探测X(3872)，因为这是一项非常困难的任务。”
LHC通常会碰撞质子等较小的粒子，但原子核等较大的粒子会留下更多的碎片。“在质子-质子碰撞中，一次事件大约产生几十个粒子，而在重离子碰撞中，一次事件通常有数千个，甚至1万个粒子，”麻省理工学院博士后、研究人员之一的Jing Wang说。
在LHC海量数据如同一片雨林般的干扰中寻找X(3872)，就像在大草原上找一根针。Wang和她的同事们设计了一种依赖于机器学习的方法：他们训练了一个算法来寻找X(3872)衰变成其他粒子时的特征，也就是它的“指纹”。经过一些微调，该算法找到了不少于一百次具有X(3872)质量的粒子。
这些结果让我们更多地了解了宇宙诞生之初的一个产物。在宇宙生命最初的几百万分之一秒，夸克-胶子等离子体充满了宇宙，那是在我们现在所知的物质——分子、原子，甚至质子或中子——形成之前。
Lee表示，未来，等离子体中的夸克和胶子可以被用来分解粒子，看看里面有什么。
一些物理学家认为X(3872)可能是一种由四个夸克组成的粒子：四夸克。我们熟悉的亚原子粒子——典型的质子和中子——由三个夸克组成；四夸克粒子很奇怪，通常需要高能量才能结合在一起。在过去的十年里，物理学家们在他们的粒子加速器中看到了其他四夸克的例子。
另一种可能性是，X(3872)实际上是由介子构成的。介子是另一种亚原子粒子，由两个粒子组成：一个夸克和一个反夸克（夸克的反物质同源物）。当高能宇宙射线与普通物质碰撞时，介子有时会在地球上短暂出现。但从来没有人见过由多个介子组成的、更大的粒子。
Lee说，这很令人兴奋，因为如果X(3872)是由介子组成的，那么它就表明宇宙中曾充斥着这类“奇异”粒子。
但为了了解更多，他们需要等待更多数据。LHC目前正处于第二个计划中的长期维护和升级周期——恰当地称为长停2——由于COVID的影响，其重启日期一再推迟。（可能最早下个月就会重启。）在那之后，将会有更多的碰撞，更多的夸克-胶子等离子体，以及更多的数据供筛选。
Lee说：“用更多的数据来跟进这项研究，将会非常令人兴奋。”
