奇異強子

奇異強子（Exotic hadron）是一類亞原子粒子，即非常規強子態，也稱為外來態或奇特態（Exotic states）。雖然同樣受強相互作用束縛，但它有別於一般由兩至三顆價夸克和膠子構成的強子，可在三顆夸克外具有額外的基本粒子，或不具有夸克。

五夸克態的一個形態：q為夸克、q為反夸克、波浪線為膠子及束縛夸克的強相互作用。不同顏色為不同色荷，當中黃色為反藍

奇異強子分為奇異重子和奇異介子，以價夸克的數目而定：前者為單數、後者為雙數。科學家可藉尋找具有異常量子數的粒子發現奇異強子，現在亦有種種實驗結果顯示了它們的存在。^[1]

歷史

奇異強子首先於1960年代由默里·蓋爾曼等提出，他在1964年的論文將其以奇異重子和奇異介子劃分。^[2]隨量子色動力學在下年代的發展，科學家意識到該理論沒有排除強子具兩或三顆價夸克以外的情況。惟後來的研究仍未確定其與散射矩陣極點的關聯，此外亦存在奇異強子自我修正為P-矩陣極點的理論。^[3]

有科學家相信在2003年已尋得其蹤跡，^[4]目前也觀察到四夸克態和五夸克態，但至今仍存在爭議。

形態

• 膠球（Glueball）：${\displaystyle {N_{q}}=0}$，${\displaystyle {N_{g}}\geq 2}$
• 混雜態（Hybrid）：${\displaystyle {N_{q}}\geq 2}$， ${\displaystyle {N_{g}}\geq 1}$
• 多夸克態（Multiquark state）：${\displaystyle {N_{q}}>3}$
• 分子態（Molecule）：${\displaystyle {N_{Q}}\geq 2}$

可能觀測結果

• X(3872)：2003年被日本的Belle實驗團隊首次發現，可能為介子分子或四夸克態等
• Y(3940)
• Y(4140)：2009年3月於費米國立加速器實驗室發現
• Y(4260)：由BaBar實驗團隊發現
• Z_c(3900)：在2013年由Belle實驗及北京譜儀III團隊發現
• Z(4430)：由Belle實驗團隊發現，在2014年4月由LHCb確認，其至少具
  c
  
  c
  
  d
  
  u
  結構^[5]
• P+
  c(4380)、P+
  c(4450)：2015年7月由LHCb發現，至少具
  c
  
  c
  
  u
  
  u
  
  d
  結構，因此可能為五夸克態^[6]
• X(4274)、X(4500)、X(4700)：2016年6月由LHCb發現，可能為四夸克態^[7][8][9]

參見

• 重子
• 介子

參考

1. Long review invited by Progress in Particle and Nuclear Physics, 153 pages. References added, comments and suggestions welcome / High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph); High Energy Physics - Experiment (hep-ex); High Energy Physics - Lattice (hep-lat); Nuclear Theory (nucl-th) / arXiv:1903.11976 [hep-ph]/https://arxiv.org/abs/1903.11976v2 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
2. M. Gell-Mann. A Schematic Model of Baryons and Mesons. Physics Letters. 1964, 8 (3): 214–215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
3. R. L. Jaffe and F. E. Low, Phys. Rev. D 19, 2105 (1979). doi:10.1103/PhysRevD.19.2105
4. See "note on non-q qbar mesons" in PDG 2006, Journal of Physics, G 33 (2006) 1. （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
5. LHCb collaboration. Observation of the resonant character of the Z(4430)− state. Physical Review Letters. 2014, 112 (22): 222002. Bibcode:2014PhRvL.112v2002A. PMID 24949760. arXiv:1404.1903 . doi:10.1103/PhysRevLett.112.222002.
6. R. Aaij et al. (LHCb collaboration). Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ0
   b→J/ψK⁻p decays. Physical Review Letters. 2015, 115 (7): 072001. Bibcode:2015PhRvL.115g2001A. PMID 26317714. arXiv:1507.03414 . doi:10.1103/PhysRevLett.115.072001.
7. Announcement by LHCb. [2019-11-14]. （原始內容存檔於2013-04-29）.
8. R. Aaij; et al. Observation of J/ψφ structures consistent with exotic states from amplitude analysis of B⁺→J/ψφK⁺ decays. LHCb collaboration. Physical Review Letters. 2017, 118 (2): 022003. Bibcode:2017PhRvL.118b2003A. PMID 28128595. arXiv:1606.07895 . doi:10.1103/PhysRevLett.118.022003.
9. R. Aaij; et al. Amplitude analysis of B⁺→J/ψφK⁺ decays. LHCb collaboration. Physical Review D. 2017, 95 (1): 012002. Bibcode:2017PhRvD..95a2002A. arXiv:1606.07898 . doi:10.1103/PhysRevD.95.012002.