奇异强子

奇异强子（Exotic hadron）是一类次原子粒子，即非常规强子态，也称为外来态或奇特态（Exotic states）。它们由夸克和胶子构成，受强相互作用束缚，但结构和组成有别于一般的强子。奇异强子可能包含超过三颗价夸克或不含夸克的状态，展现出多样化的形态。

简介

奇异强子分为奇异重子和奇异介子。奇异重子除了三颗夸克外具有额外的基本粒子，而奇异介子却不会只有一颗夸克和一颗反夸克。因量子色动力学的理论中并没有否定这些粒子的存在，所以科学家希望发掘其出现的可能性。

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它们很可能真的存在，但此论述仍备受争议。

次原子粒子

次原子粒子，或称亚原子粒子。是指比原子还小的粒子。例如：电子、中子、质子、介子、夸克、胶子、光子等等。

强子

在粒子物理学里，强子（hadron）是一种由夸克或反夸克通过强作用力捆绑在一起的复合粒子。强子主要分为以下两大类：

• 重子：由三个夸克或三个反夸克组成，自旋总是半整数；也就是说，它们是费米子。例如，组成原子核的质子和中子都是重子。

• 介子：由一个夸克和一个反夸克组成，自旋是整数；也就是说，它们是玻色子。例如，π介子可以是π0、π+、π−，每一种都分别带有不同的电荷。π0介子是由上夸克与反上夸克组成，或由下夸克与反下夸克组成。π+介子是由上夸克与反下夸克组成。π−介子是由下夸克与反上夸克组成。

历史

奇异强子的概念最早在1960年代由默里·盖尔曼等人提出，并在1964年的论文中被进一步划分为奇异重子和奇异介子。随着量子色动力学在后续年代的发展，科学家意识到该理论并不排除存在两颗或三颗价夸克以外的强子。尽管后续研究未能确定奇异强子与散射矩阵极点的关联，但已有理论提出奇异强子可能自我修正为P-矩阵极点。2003年以来，科学家相信已经观测到四夸克态和五夸克态的踪迹。

形态

奇异强子的形态多样，包括：

胶球（Glueball）：不含夸克，由两个或更多胶子组成。

混杂态（Hybrid）：至少包含两个价夸克和一个胶子。

多夸克态（Multiquark state）：包含超过三个价夸克。

分子态（分子）：由两个或更多价夸克组成的复合体。

观测结果

奇异强子的存在已通过多个实验得到支持，包括：

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。

Y(3940)、Y(4140)：分别在2009年3月于费米国立加速器实验室和BaBar实验团队发现。

Zc(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，其至少具有 c c d u 结构。

P+ c(4380)、P+ c(4450)：2015年7月由LHCb发现，至少具有 c c u u d 结构，因此可能为五夸克态。

X(4274)、X(4500)、X(4700)：2016年6月由LHCb发现，可能为四夸克态。

参考资料