奇异强子

奇异强子（Exotic hadron）是一类亚原子粒子，即非常规强子态，也称为外来态或奇特态（Exotic states）。虽然同样受强相互作用束缚，但它有别于一般由两至三颗价夸克和胶子构成的强子，可在三颗夸克外具有额外的基本粒子，或不具有夸克。

五夸克态的一个形态：q为夸克、q为反夸克、波浪线为胶子及束缚夸克的强相互作用。不同颜色为不同色荷，当中黄色为反蓝

奇异强子分为奇异重子和奇异介子，以价夸克的数目而定：前者为单数、后者为双数。科学家可藉寻找具有异常量子数的粒子发现奇异强子，现在亦有种种实验结果显示了它们的存在。^[1]

历史

奇异强子首先于1960年代由默里·盖尔曼等提出，他在1964年的论文将其以奇异重子和奇异介子划分。^[2]随量子色动力学在下年代的发展，科学家意识到该理论没有排除强子具两或三颗价夸克以外的情况。惟后来的研究仍未确定其与散射矩阵极点的关联，此外亦存在奇异强子自我修正为P-矩阵极点的理论。^[3]

有科学家相信在2003年已寻得其踪迹，^[4]目前也观察到四夸克态和五夸克态，但至今仍存在争议。

形态

• 胶球（Glueball）：${\displaystyle {N_{q}}=0}$，${\displaystyle {N_{g}}\geq 2}$
• 混杂态（Hybrid）：${\displaystyle {N_{q}}\geq 2}$， ${\displaystyle {N_{g}}\geq 1}$
• 多夸克态（Multiquark state）：${\displaystyle {N_{q}}>3}$
• 分子态（Molecule）：${\displaystyle {N_{Q}}\geq 2}$

可能观测结果

• X(3872)：2003年被日本的Belle实验团队首次发现，可能为介子分子或四夸克态等
• Y(3940)
• Y(4140)：2009年3月于费米国立加速器实验室发现
• Y(4260)：由BaBar实验团队发现
• Z_c(3900)：在2013年由Belle实验及北京谱仪III团队发现
• Z(4430)：由Belle实验团队发现，在2014年4月由LHCb确认，其至少具
  c
  
  c
  
  d
  
  u
  结构^[5]
• P+
  c(4380)、P+
  c(4450)：2015年7月由LHCb发现，至少具
  c
  
  c
  
  u
  
  u
  
  d
  结构，因此可能为五夸克态^[6]
• X(4274)、X(4500)、X(4700)：2016年6月由LHCb发现，可能为四夸克态^[7][8][9]

参见

• 重子
• 介子

参考

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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
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. （页面存档备份，存于互联网档案馆）
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]. （原始内容存档于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.