[科普中国]-四夸克态

粒子物理学中，四夸克态是一种由四个夸克形成的假想介子。原则上，现代强相互作用理论量子色动力学允许四夸克态的存在。然而，至今为止还没有任何确认的报道发现了四夸克态。任何关于四夸克态的发现可以证明奇异强子的1存在，这是夸克模型的定义所不允许的。

简介2003年，日本的Belle实验发现一种暂时称作X(3872)，被列为四夸克态的候选者，这和原先的推测相符。X是一个暂时的名称，表示它的性质仍需要进一步实验来测定。后面的那个数字表示粒子的质量（用MeV表示）。

2004年，费米国立加速器实验室的SELEX实验发现了DsJ(2632)，也被列为四夸克态的候选者。

2007年，Belle实验发现的Z(4430)可能为四夸克态，，其最简单的夸克结构是四夸克ccud。。

2007年，日本Belle实验室又发现了可能的四夸克态Y(4660)。

2009年，费米实验室宣布发现了暂时称为Y(4140)的粒子，它也可能是四夸克态。

2010年，两位来自德国电子加速器的物理学家和一位来自巴基斯坦Quaid-i-Azam大学（乌尔都语：جامعہ قائداعظم‬‎）的物理学家重新分析了过去的实验数据并宣布，存在一种定义明确的四夸克态共振，它与ϒ(5S)介子（一种形式的底夸克偶素）有关。

2012年，日本Belle实验室发现2个新介子态Zb+(10610)和Zb+(10650)，这两个介子带电荷，其最简单的夸克结构是四夸克bbud。

2013年3月，中国北京正负电子对撞机BESIII合作组发现了四夸克态粒子Zc(3900)。一周后日本高能加速器Belle实验室发现了为同一种粒子的Z(3895)。美国的研究人员采用美国康奈尔大学CLEO-c实验保存的数据证实了Zc±(3900)和Zc0(3900)。。这种介子态的四夸克结构是ccud。 12月，中国北京正负电子对撞机BESIII合作组宣布发现了一种Zc(3900) 新的衰变模式，并确定了其自旋-宇称量子数；在两个不同的衰变末态中发现了两个新的共振结构，分别命名为Zc(4020)和Zc(4025)，它们极有可能是Zc(3900)的质量较高的伴随态；首次观测到X(3872)在Y(4260)辐射跃迁中的产生。BESIII的实验结果表明Zc(3900)与以前发现的X(3872)、Y(4260)等粒子之间可能存在着实质性的关联，应当放在统一的框架内进行理论研究，探索它们的性质。

2014年，西欧核子中心(CERN)的LHCb合作组在高统计量（13.9 σ）的实验数据分析中证实了Z(4430)的存在。

2016年3月，费米实验室DZero团队（DØ experiment）的研究者发现了一种由底、奇、上、下四味不同夸克构成的四夸克粒子X(5568)。DZero实验是费米实验室万亿电子伏特加速器（Tevatron）的两大实验之一，Tevatron已在2011年停止运行，但有关团队仍在继续对以前碰撞产生的数十亿次事件进行分析。2015年7月，研究者首次发现了X（5568）粒子的线索。 X(5568)衰变为Bsπ。但是，在LHCb的数据中没有这个粒子的证据，却有一个更大的样本B0
sπ侯选。

2016年7月，西欧核子中心(CERN)的LHCb合作组宣布发现四个新的可能四夸克态，命名为X(4140)，X(4274)， X(4500) ， X(4700)。1

介子介子是自旋为整数、重子数为零的强子，参与强相互作用。介子属于强子类。它是比电子重的带电或不带电的粒子。

自旋为0的介子，在量子场论中是用标量波函数描述，根据其宇称为-1或+1分别称为赝标介子和标量介子。自旋为1的介子，在量子场论中是用矢量波函数描述，根据其宇称为-1或+1分别称为矢量介子或轴矢介子。根据其内部量子数，已发现的介子可分为非奇异介子（π、ρ、J/ψ等）、奇异介子（K、Q、K等）、粲－非奇异介子（D）、粲-奇异介子（F）、底－非奇异介子（B）等。2

五夸克态五夸克粒子是一种次原子粒子，属于奇异强子。五夸克粒子有五个夸克。更详细地说，是四个夸克和一个反夸克（表示他的重子数为1）。虽然物理学者预言五夸克粒子存在已很多年了，五夸克态显然很不容易被发现。有些物理学者甚至提议，某种未知自然定律阻止五夸克粒子的出现。

2000年代，曾经有几个实验报告发现五夸克态的存在，但对于这些实验所获得的数据做重新分析，再加上对于后来完成的实验做分析，所得到的结论是，这些先前得到的结果都是统计效应，而不是真实的共振。2015年7月13日，欧洲核子研究组织的LHCb实验团队报告，在底Λ粒子（Λ0b）的衰变反应中，发现了五夸克态，但这结果尚未经过同行评议。

在粒子物理学实验室之外，五夸克粒子也可以在超新星形成中子星的过程中自然制成。对于五夸克粒子的研究或许可以帮助洞悉这些恒星怎样形成，也可以让物理学者更加了解强相对作用。2

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学