Citation: Zhu F et al. 2024 Chin. Phys. Lett. 41 111201
DOI:10.1088/0256-307X/41/11/111201
全粲四夸克家族的实验之路及未来
自Belle实验室于2003年首次发现X(3872)以来，粒子物理学界对奇特强子态的研究呈现出蓬勃发展的态势。奇特强子态不同于传统的夸克-反夸克或三夸克结构，代表着全新的强子构型。随着新一代高能粒子加速器的建成，研究者们得以确认越来越多的奇特强子态，为粒子物理学的理论和实验提供了宝贵的研究对象。然而，奇特强子态的内部结构仍未完全明了，许多候选态包含轻夸克，导致其结构更难解析。因而，实验物理学家和理论物理学家们一直渴望找到一种仅由重夸克（比如4个c夸克）构成的奇特强子态，以便能够更清晰地理解它们的内部结构。但受到对撞机的能量以及数据量不足的限制，研究者们首先在J/ΨΦ中寻找了可能的结构，其中的s夸克虽然比c轻，但比u、d夸克重了约40倍，这为之后在J/ΨJ/Ψ中寻找更重的4c结构提供了一个中间过程。
ATLAS，CMS和LHCb实验在J/ΨJ/Ψ中找到了全重四夸克态。
随着科学技术的发展，全重四夸克态的探索终于在2020年迎来了突破。在这一年，LHCb实验观测到X(6900)态，这是由4个粲夸克构成的全重四夸克态。这个结构相继在ATALS和CMS实验中得到了进一步确认。CMS还找到了另外两个候选四夸克态X(6600)和X(7100)，它们的出现使奇特强子态研究达到了新的高度。这些全重四夸克态的存在，不仅让人们观测到相对简单的强子结构，同时也提供了一个验证理论模型的绝佳平台。通过分析这些结构的质量谱和衰变模式，研究者们可以对全重四夸克态的内部相互作用进行深入研究。
Regge trajectory 显示出CMS发现的三个四夸克态可能是来自同一个家族。
南京师范大学易凯教授团队，于近期撰写的综述文章总结了奇特强子态的发展历程，重点关注了全重四夸克态的发现及其重要意义。作者还在最新的全重四夸克态发现的基础上利用Regge trajectory说明全粲四夸克态家族的存在，并预测了后续可能的研究结果。作者提出，这些态形成了一个沿Regge轨迹分布的家族，且预测了可能存在的其他未发现态。这一研究为后续的实验验证和理论探索提供了新方向，也为粒子物理学领域的奇特强子态研究增添了重要的一环。
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