χc1(3872) 是一種有趣的粒子。20 多年前，日本 KEK 的 BELLE 合作組在 B+介子衰變中首次發(fā)現(xiàn)了它。此后，LHCb 合作組于 2010 年報告了它，并測量了它的一些特性。但問題在于——物理學(xué)家們?nèi)匀徊恢浪降资怯墒裁唇M成的。
在粒子物理學(xué)的夸克模型中，有重子(由三個夸克組成)、介子(由一對夸克-反夸克組成)和奇異粒子(由非常規(guī)數(shù)量的夸克組成)。要找出 χc1(3872) 的成分，物理學(xué)家必須測量其性質(zhì)，例如其質(zhì)量或量子數(shù)。
理論認為 χc1(3872) 可能是由粲夸克和反粲夸克組成的傳統(tǒng)粲偶素態(tài)，也可能是由四個夸克組成的奇異粒子。這種奇異粒子可能是緊密結(jié)合的四夸克態(tài)、分子態(tài)、cc-膠子混合態(tài)、矢量膠球或不同可能性的混合。
此前，LHCb 合作組已發(fā)現(xiàn)其量子數(shù)為 1++ ，并于 2020 年對該粒子的寬度(壽命)和質(zhì)量進行了精確測量。該合作組還測量了其所謂的低能散射參數(shù)。結(jié)果表明，其質(zhì)量略小于 D0介子和 D*0介子質(zhì)量之和。
這些結(jié)果導(dǎo)致理論界出現(xiàn)分歧。一些人認為 χc1(3872) 是一種由空間分離的 D0和 D*0介子組成的分子態(tài)。這種分子態(tài)比典型的粒子尺寸大得多，更接近重核。
然而，這一論點遇到了一個問題，即物理學(xué)家預(yù)計分子物體在強子-強子碰撞中會受到抑制，而 χc1(3872) 大量產(chǎn)生。其他理論家將結(jié)果解釋為 χc1(3872) 具有“緊湊”成分的明確證據(jù)。這意味著它是一種尺寸小得多的粒子，包含緊密結(jié)合的粲偶素或四夸克。
幫助確定 χc1(3872) 包含什么的一種方法是計算衰變?yōu)椴煌^輕粒子(分支分數(shù))的概率之間的比率。
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