近日，鄭州大學(xué)物理學(xué)院、中原之光實(shí)驗(yàn)室張亞騰研究員團(tuán)隊(duì)與河南師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所合作在奇異夸克偶素的實(shí)驗(yàn)研究中取得積極進(jìn)展，首次觀測(cè)到一個(gè)質(zhì)量約2.3 GeV/c2的軸矢量奇異偶素粒子X(jué)(2300)。

奇異夸克偶素態(tài)是由奇異夸克（s）與其反夸克（s?）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(dòng)力學(xué)行為方面具有重要意義。奇異夸克作為連接輕味夸克（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(dòng)力學(xué)在微擾與非微擾過(guò)渡能區(qū)的性質(zhì)提供了重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。然而，相較于其他夸克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(cè)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(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)仍然匱乏。系統(tǒng)探索奇異夸克偶素不僅對(duì)完善強(qiáng)子譜學(xué)具有重要意義，更對(duì)檢驗(yàn)和發(fā)展低能區(qū)量子色動(dòng)力學(xué)理論有重要作用。

團(tuán)隊(duì)利用BESIII實(shí)驗(yàn)收集到的27億ψ(3686)事例，通過(guò)對(duì)ψ(3686)→?ηη’衰變過(guò)程的分波振幅分析中，首次在?η和?η’不變質(zhì)量譜中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量約為2.3GeV/c2的軸矢量粒子，命名為X(2300)。該粒子被認(rèn)為可能是奇異偶素h1(3P)激發(fā)態(tài)或奇異四夸克態(tài)的候選者之一。該粒子的發(fā)現(xiàn)對(duì)于完善奇異夸克質(zhì)量譜具有重要意義。

該項(xiàng)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，鄭州大學(xué)物理學(xué)院張亞騰團(tuán)隊(duì)曾在J/ψ→?ηπ0衰變研究中，首次在?η不變質(zhì)量譜上觀測(cè)到奇異夸克偶素h1(1900)。結(jié)合BESIII實(shí)驗(yàn)測(cè)量，近年來(lái)鄭州大學(xué)BESIII實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在奇異夸克偶素研究方向進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并取得了重要進(jìn)展，將有助于構(gòu)建和完善奇異夸克偶素譜，并顯著提升了鄭州大學(xué)物理學(xué)院BESIII實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的影響力。

研究成果以“Observationof an axial-vector state in the study of the decayψ(3686)→?ηη’”為題發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上（Phys. Rev. Lett.134, 191901(2025)）。該工作由鄭州大學(xué)物理學(xué)院張亞騰研究員帶領(lǐng)鄭州大學(xué)碩士生葛玲、與河南師范大學(xué)宋嬌嬌博士、中國(guó)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合作完成。本研究成果得到科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院等的資助與支持。

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https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.191901