近日，北京譜儀III（BESIII）合作組在奇異偶素的實驗研究中取得重要進(jìn)展，首次觀測到一個新的軸矢量奇異偶素粒子，并命名為X(2300)。該研究成果以“Observation of an axial-vector state in the study of the decay 
”為題發(fā)表在于《物理評論快報》（Phys. Rev. Lett. 134, 191901 (2025)）。
奇異偶素態(tài)是由奇異夸克（s）與其反夸克（s_bar?）構(gòu)成的束縛態(tài)，與強(qiáng)相互作用中的色禁閉密切相關(guān)，在理解低能區(qū)非微擾量子色動力學(xué)行為方面具有重要意義。奇異夸克是連接輕味夸克（u、d）與重味夸克（c、b）的關(guān)鍵橋梁，奇異夸克偶素為探索量子色動力學(xué)在微擾與非微擾過渡能區(qū)的性質(zhì)提供了重要實驗平臺。然而，相較于重味夸克（c、b）偶素研究的豐碩成果，奇異夸克偶素的研究仍存在顯著不足：一方面，傳統(tǒng)奇異偶素激發(fā)態(tài)的觀測證據(jù)有限；另一方面，包含奇異偶素的奇特強(qiáng)子態(tài)（如混雜態(tài)、多夸克態(tài)等）的實驗觀測數(shù)據(jù)仍然匱乏。系統(tǒng)探索奇異夸克偶素不僅對完善強(qiáng)子譜學(xué)具有重要意義，更對檢驗和發(fā)展低能區(qū)量子色動力學(xué)理論有重要作用。
BESIII合作組利用正負(fù)電子對撞機(jī)收集到的27億個
衰變事例，通過對
衰變的分波振幅分析中，首次在
和
不變質(zhì)量譜中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量約為2.3 
的軸矢量粒子X(2300)。該粒子被認(rèn)為可能是奇異偶素
激發(fā)態(tài)或奇異四夸克態(tài)
的候選者之一。
該項研究成果是近期BESIII在奇異夸克偶素研究方向取得的重要成果之一。2024年12月，BESIII實驗曾在
衰變研究中，首次在
不變質(zhì)量譜上觀測到軸矢量粲夸克偶素
。結(jié)合BESIII實驗確認(rèn)的奇異夸克偶素 h?(1415)和X(1750)等，表明BESIII在奇異偶素研究方向取得了系統(tǒng)性進(jìn)展，將有助于構(gòu)建和完善奇異偶素譜。
這一成果主要由鄭州大學(xué)張亞騰研究員帶領(lǐng)碩士生葛玲與河南師范大學(xué)宋嬌嬌博士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱瑩春副教授、鄢文標(biāo)教授、彭海平教授以及高能所房雙世研究員等BESⅢ合作組成員共同完成。BESIII實驗和研究成果得到科技部重點研發(fā)、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院等的資助與支持。
論文鏈接: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.191901
h1(1900)論文鏈接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.110.112014
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