夸克是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，一般以由正反兩個(gè)夸克構(gòu)成的介子或由三個(gè)夸克構(gòu)成的重子的形式存在，比如質(zhì)子和中子就屬于重子?？茖W(xué)家推測(cè)可能存在奇異粒子，如在介子或重子中加入正反兩個(gè)夸克形成四夸克介子或五夸克重子。2013年中國科學(xué)家和日本科學(xué)家分別在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了四夸克態(tài)存在的證據(jù)。2015年7月，中國科學(xué)家參與的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)底夸克實(shí)驗(yàn)（LHCb）首次發(fā)現(xiàn)了五夸克態(tài)，但未能闡明其夸克相互作用的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。近日，在“大科學(xué)裝置前沿研究”重點(diǎn)專項(xiàng)等的支持下，我國清華大學(xué)和美國雪城大學(xué)合作在五夸克態(tài)研究方面取得了新發(fā)現(xiàn)，不僅更新了2015年LHCb實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的五夸克態(tài)結(jié)果，并且給出了支持重子和介子可以形成束縛態(tài)的有力實(shí)驗(yàn)證據(jù)。研究人員發(fā)現(xiàn)LHCb實(shí)驗(yàn)在2015年觀測(cè)到的五夸克結(jié)構(gòu)實(shí)際上是由質(zhì)量非常接近的兩個(gè)結(jié)構(gòu)疊加形成，同時(shí)觀測(cè)到了一個(gè)新的五夸克重子態(tài)。這三個(gè)五夸克態(tài)的質(zhì)量僅僅稍低于粲重子（包含粲夸克的重子）和反粲介子（包含一個(gè)反粲夸克的介子）的質(zhì)量和，有可能是由一個(gè)粲重子和一個(gè)反粲介子通過強(qiáng)相互作用構(gòu)成的類似于分子的束縛態(tài)。該項(xiàng)研究首次揭示了五夸克態(tài)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，與理論預(yù)言有很好的一致性，為最終闡明五夸克態(tài)的內(nèi)部機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在Moriond QCD 2019國際會(huì)議上公布，將于近期正式發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊上。

圖：一個(gè)反粲介子和一個(gè)粲重子構(gòu)成類似于分子的松散束縛態(tài)