北京谱仪III实验首次发现中性含奇异夸克隐粲四夸克态的存在证据

北京谱仪III实验继2021年首次发现带电的含奇异夸克隐粲四夸克态Zcs(3985)+后，在相同能区的数据中，以4.6倍标准偏差发现了其对应中性伙伴粒子存在的证据。这是对中性含奇异夸克隐粲四夸克态的首次实验报道，成为奇特强子态实验研究的又一里程碑成果。该研究结果近期发表在《物理评论快报》杂志[Phys. Rev. Lett. 129 (2022) 112003]。

根据粒子物理标准模型，组成物质世界的基本粒子有夸克、轻子等。除了“传统”强子（两个夸克组成的介子、三个夸克组成的重子）之外，还可能存在由四夸克、五夸克或者纯胶子成分等组成的“奇特”强子。实验寻找并研究奇特强子态对于验证和发展理论模型起到非常重要的作用，是粒子物理界的前沿和热点问题。2021年BESIII实验上发现了带有单位电荷的四夸克态Zcs(3985)+ 理论上应该存在其对应的中性伴随态Zcs(3985)0。因此，实验上寻找中性Zcs(3985)0对于确认和理解Zcs(3985)的性质有重要意义。

北京谱仪III实验团队通过分析质心系能量4.628 GeV至4.699 GeV范围内采集的数据样本，利用部分重建方法对e+e-→KS(Ds+D*-+Ds*+D-)反应过程进行了分析，观测到了中性Zcs(3985)0存在的证据，其内部的夸克成份为

。由于Zcs(3985)0的质量与带电Zcs(3985)+接近，且中性道与带电道的截面观测值符合SU (3)对称性的预期。因此，我们认为Zcs(3985)0即为Zcs(3985)+的同位旋伙伴，进而从实验上确认了Zcs(3985)的同位旋为1/2。

这是国际上首次报道含奇异夸克中性隐粲四夸克态的存在证据。这一结果在2022年第41届国际高能物理大会的总结报告中被列为强子谱学的亮点成果之一。

-- 中性含奇异夸克隐粲四夸克态的示意图 --

-- KS反冲质量分布上的Zcs(3985)0信号（绿色虚线所示） --

更多阅读：PRL在线发表文章链接：

https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.129.112003

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https://inspirehep.net/literature/2074678

2022年第41届国际高能物理大会总结报告：

https://agenda.infn.it/event/28874/contributions/171941/attachments/94955/130325/Summary%20ICHEP%202022.pdf

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