中国科学出版社 大型强子对撞机是世界上最大和最强大的粒子加速器
信用:欧洲核子研究中心 强相互作用是自然界的基本力量之一，它将夸克束缚成强子，如质子和中子，它们是原子的组成部分
根据夸克模型，强子可以由两个或三个夸克组成，分别称为介子和重子，统称为常规强子
夸克模型也允许存在所谓的奇异强子，由四个(四夸克)、五个(五夸克)或更多的夸克组成
正如传统强子一样，预计会有丰富的奇异强子谱
然而，直到2003年贝尔实验发现了X(3872)态，才观察到奇异强子的明确信号
在接下来的几年里，又发现了一些奇异的国家
解释它们的性质需要四个组成夸克的存在
五夸克态的识别更加困难，第一批候选者是在2015年的LHCb实验中观察到的
所有这些已知的状态最多包含两个重夸克——美丽夸克或魅力夸克
最近，通过研究在质量中心能量高达13 TeV的质子-质子碰撞中产生的两个J/ψ介子的不变质量分布，LHCb合作观察到了两种结构
较窄的结构被描述为质量约为6900兆电子伏/平方厘米的强子态，表示为X(6900)
由于J/ψ介子包含一个魅力夸克(c)和一个反伤害夸克(bar{c})，新的态建议ccbar{c}bar{c}的最小夸克含量，使它成为四魅力四夸克态的候选
另一种结构很宽，接近J/ψ静止质量的两倍，可能是由于另一个宽度更大的四夸克或几个重叠的四夸克态的组合
“看到第一个四魅力四夸克的实验证据是非常令人兴奋的
新状态的独特组成使它成为深入了解强子内部强相互作用的理想实验室，”在佛罗伦萨INFN分部工作的LHCb物理学家刘潘安说
虽然量子色动力学(QCD)是描述强相互作用的常用理论，但从第一原理计算中理解强子的内部结构尚不可能
引入了近似QCD的模型来解释夸克与强子的结合机制
在分子图像中，一个奇异的状态是由两个弱束缚的常规强子形成的，比如氘
目前，分子结构是对LHCb和X(3872)态观察到的窄五夸克的有利解释
然而，仅由重夸克构成的强子态被认为是紧束缚的；例如，四重四夸克通常被认为是由cc-diquark和abar { c } bar { c }-反液体相互吸引而形成的
cc-diquark模型成功预测了2017年LHCb观测到的ξcc ++重子的质量
通过强相互作用对已知强子进行重新构图也有可能创造出类似强子状态的结构
尽管紧凑的四夸克解释是首选，但新观察到的四魅力态的性质仍有待确定
“LHCb观测为多夸克强子光谱学的研究打开了一个新的窗口
来自实验物理学家和理论物理学家的更多研究将为理解四态的本质提供机会，”在北京大学从事大型强子对撞机实验的张说
“如果四重夸克的解释是正确的，那么从LHCb在不久的将来能够收集到的数据中，有望发现这些紧密束缚态的全部光谱
对这些状态的质量和宽度的测量，可以在量子色动力学中以相对较高的精度进行预测，这将为我们理解强子之间的基本相互作用提供一个探测性的测试，”来自INFN佛罗伦萨的贾科莫·格拉齐阿尼补充道
大型强子对撞机是世界上最强大的粒子加速器——欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机(LHC)的四大实验之一
LHCb实验致力于精确测量包含魅力或美丽夸克的粒子，旨在探索物质-反物质不对称之谜，寻找新物理的间接证据，并探索强相互作用
这项合作由来自世界各地的1400多名物理学家和工程师组成
“这是探索强子内部结构和动力学的重要一步
”教授说
中国LHCb研究组组长高说:“LHCb实验再次证明了它在重味光谱学方面的能力，并将继续为理解强相互作用做出贡献
" 经过几十年的探索，这种强烈的相互作用不断用新的结构和新的现象给我们带来惊喜，并且在未来一定会再次发生
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