四夸克態

粒子物理學中，四夸克態是一種由四個夸克形成的假想介子,是由兩個夸克和兩個反夸克組成的。原則上，現代強相互作用理論量子色動力學允許四夸克態的存在。然而，至今為止還沒有任何確認的報道發現了四夸克態。任何關於四夸克態的發現可以證明奇異強子的存在，這是依據夸克模型分類的例外。

四個夸克半夸克組合存在很多種可能的結構方式，緊湊的四夸克態（Tetraquark），介子分子態（Meson molecule），雙夸克偶素（Diquark-onium，正夸克對與反夸克對的束縛態），強子夸克偶素（Hadro-quarkonium），夸克偶素伴隨介子（Quarkonium adjoint Meson），具體方式還需深入研究。

研究

2003年，日本的Belle實驗發現一種暫時稱作X(3872)，被列為四夸克態的候選者，^[1]這和原先的推測相符。^[2]X是一個暫時的名稱，表示它的性質仍需要進一步實驗來測定。後面的那個數字表示粒子的質量（用MeV表示）。

2004年，費米國立加速器實驗室的SELEX實驗發現了D_sJ(2632)，也被列為四夸克態的候選者。

2007年，Belle實驗發現的Z⁺(4430)可能為四夸克態，，其最簡單的夸克結構是四夸克ccud。^[3]。

2007年，日本Belle實驗室又發現了可能的四夸克態Y(4660)。^[4]

2009年，費米實驗室宣布發現了暫時稱為Y(4140)的粒子，它也可能是四夸克態。^[5]

2010年，兩位來自德國電子加速器的物理學家和一位來自巴基斯坦真納大學（烏爾都語：جامعہ قائداعظم‬‎‎）的物理學家重新分析了過去的實驗數據並宣布，存在一種定義明確的四夸克態共振，它與ϒ(5S)介子（一種形式的底夸克偶素）有關。^[6]^[7]

2012年，日本Belle實驗室發現2個新介子態Z⁺_b(10610)和Z⁺_b(10650)，這兩個介子帶電荷，其最簡單的夸克結構是四夸克bbud。

2013年3月，中國北京正負電子對撞機BESIII合作組發現了四夸克態粒子Z_c(3900)^[8]^[9]。一周後日本高能加速器Belle實驗室發現了為同一種粒子的Z(3895)^[10]。美國的研究人員採用美國康奈爾大學CLEO-c實驗保存的數據證實了Z^±_c(3900)和Z⁰_c(3900)。^[11]。這種介子態的四夸克結構是ccud。 ^[12] ^[13]。 12月，中國北京正負電子對撞機BESIII合作組宣布發現了一種Zc(3900) 新的衰變模式，並確定了其自旋-宇稱量子數；在兩個不同的衰變末態中發現了兩個新的共振結構，分別命名為Z_c(4020)和Z_c(4025)，它們極有可能是Z_c(3900)的質量較高的伴隨態；首次觀測到X(3872)在Y(4260)輻射躍遷中的產生。BESIII的實驗結果表明Z_c(3900)與以前發現的X(3872)、Y(4260)等粒子之間可能存在着實質性的關聯，應當放在統一的框架內進行理論研究，探索它們的性質。

2014年，西歐核子中心(CERN)的LHCb合作組在高統計量（13.9 σ）的實驗數據分析中證實了Z(4430)的存在。^[14]

2016年3月，費米實驗室DZero團隊（DØ experiment）的研究者發現了一種由底、奇、上、下四味不同夸克構成的四夸克粒子X(5568)。DZero實驗是費米實驗室萬億電子伏特加速器（Tevatron）的兩大實驗之一，Tevatron已在2011年停止運行，但有關團隊仍在繼續對以前碰撞產生的數十億次事件進行分析。2015年7月，研究者首次發現了X（5568）粒子的線索。 X(5568)衰變為B_sπ^±。^[15]但是，在LHCb的數據中沒有這個粒子的證據，卻有一個更大的樣本B⁰_sπ^±侯選。 ^[16]

2016年7月，西歐核子中心(CERN)的LHCb合作組宣布發現四個新的可能四夸克態，命名為X(4140)，X(4274)， X(4500) ， X(4700)，可能的結構是ccss。^[17]^[18]^[19]

2020年, LHCb宣布發現一種夸克結構為 cccc 的四夸克態 X(6900)。^[20]^[21]

2021年3月，LHCb發現一種夸克結構為 ccud 的四夸克態T cc +。

XYZ新強子態

對於這些新發現的含粲偶素（cc）的新強子態，研究者用 ${X}$ 、 ${Y}$ 、 ${Z}$ 分別命名

${X}$ ：中性含粲偶素強子態，除（1⁻⁻）的矢量介子外
${Y}$ ：中性含粲偶素強子態，（1⁻⁻）矢量介子
${Z}$ ：帶電含粲偶素強子態，

參見

參考文獻

↑ D. Harris. The charming case of X(3872). Symmetry Magazine. 2008-04-13 [2009-12-17].
↑ L. Maiani, F. Piccinini, V. Riquer and A.D. Polosa. Diquark-antidiquarks with hidden or open charm and the nature of X(3872). Physical Review D. 2005, 71: 014028. Bibcode:2005PhRvD..71a4028M. arXiv:hep-ph/0412098 . doi:10.1103/PhysRevD.71.014028.
↑ G. Cotugno, R. Faccini, A.D. Polosa and C. Sabelli. Charmed Baryonium. 物理評論快報. 2010, 104 (13): 132005. Bibcode:2010PhRvL.104m2005C. doi:10.1103/PhysRevLett.104.132005.
↑ Observation of a resonance-like structure in the pi^+- psi' mass distribution in exclusive B-->K pi^+- psi' decays arXiv. [2015-08-27].
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↑ Observation of a Charged Charmoniumlike Structure in e+e-→π+π-J/ψ at √s=4.26 GeV Physical Review Letters
↑ Quark quartet opens fresh vista on matter nature. [2015-08-27].
↑ Study of e+e-→π+π-J/ψ and Observation of a Charged Charmoniumlike State at Belle Physical Review Letters
↑ T. Xiao, S. Dobbs, A. Tomaradze, Kamal K. Seth. Observation of the charged hadron Z^±_c(3900) and evidence for the neutral Z⁰_c(3900) in e+e-→π+π-J/ψ at √s=4170 MeV Physics Letters B. [2015-08-27].
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↑ Announcement by LHCb. [2016-03-13].
↑ R. Aaij; et al. Observation of J/ψφ structures consistent with exotic states from amplitude analysis of B⁺→J/ψφK⁺ decays. 2016. arXiv:1606.07895  [hep-ex]. 已忽略未知參數|collaboration= (幫助)
↑ R. Aaij; et al. Amplitude analysis of B⁺→J/ψφK⁺ decays. 2016. arXiv:1606.07898  [hep-ex]. 已忽略未知參數|collaboration= (幫助)
↑ R. Aaij; et al. Observation of structure in the J/ψ-pair mass spectrum. 2020. arXiv:2006.16957 . 已忽略未知參數|collaboration= (幫助)
↑ Observation of a four-charm-quark tetraquark.. LHCb - Large Hadron Collider beauty experiment. CERN. 2020-07-01 [2020-07-12].

外部連結

The Belle experiment
- Belle press release

[1] D. Harris. The charming case of X(3872). Symmetry Magazine. 2008-04-13 [2009-12-17].

[2] L. Maiani, F. Piccinini, V. Riquer and A.D. Polosa. Diquark-antidiquarks with hidden or open charm and the nature of X(3872). Physical Review D. 2005, 71: 014028. Bibcode:2005PhRvD..71a4028M. arXiv:hep-ph/0412098 . doi:10.1103/PhysRevD.71.014028.

[3] G. Cotugno, R. Faccini, A.D. Polosa and C. Sabelli. Charmed Baryonium. 物理評論快報. 2010, 104 (13): 132005. Bibcode:2010PhRvL.104m2005C. doi:10.1103/PhysRevLett.104.132005.

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[BESIII-8] Observation of a Charged Charmoniumlike Structure in e+e-→π+π-J/ψ at √s=4.26 GeV Physical Review Letters

[nature-9] Quark quartet opens fresh vista on matter nature. [2015-08-27].

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[21] Observation of a four-charm-quark tetraquark.. LHCb - Large Hadron Collider beauty experiment. CERN. 2020-07-01 [2020-07-12].

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