虽然不能准确地计算出强子的质量,但是我们可以通过模型对实验上发现的强子进行分类和解释。强子分为自旋整数的介子(π介子,K介子等)和自旋半整数的重子 (质子,中子等)。传统的夸克模型中,介子由一对正反夸克构成而重子由三个夸克构成。需要指出的是,虽然在夸克模型提出之初,实验上发现的大量强子态可以很好地归为这两类,但是QCD并不禁戒其它的构型,比如多夸克态,夸克胶子混杂态,完全由胶子构成的胶球等等 (见图1)。超出传统夸克模型的强子态被称为奇特(exotic)强子态。

图 1 普通强子态与奇特强子态的组分示意
本世纪以来,以2003年位于美国SLAC的BaBar实验和位于日本KEK的Belle实验分别发现粲奇异介子

去年夏天,LHCb合作组公布了他们在质心能量为7、8和13 TeV的质子质子对撞实验中测得的 J/ψ-J/ψ 不变质量谱。从他们的实验结果中我们可以很清楚地看到一些非平庸的结构存在:阈值附近相对相空间因子的增强,6.5 GeV 附近的鼓包,6.75 GeV 附近的低谷以及6.9 GeV 附近的峰(见图2)。LHCb的分析中通过Breit–Wigner形式的参数化描述共振态,拟合实验数据,发现 6.9 GeV 附近的窄峰可用一个共振态 X(6900) 来描述。括号里的数字表示强子的以 MeV 为单位的质量,X(6900) 表示这是一个质量大约为质子质量7.3 倍的强子。
之前实验上发现的奇特强子态的候选者都会包含轻夸克(上,下,奇异夸克)成分,但是实验上一直没有得到全重(粲,底夸克)奇特态的信号,尽管很多理论预言了它们的存在。这次LHCb测到的 X(6900) 可以自然地成为一个全重四夸克态

中科院理论物理研究所研究员郭奉坤、博士研究生董相坤及其德国和俄罗斯的合作者们认为LHCb的实验数据中确实包含了全粲


