奇特强子

强子是一种亚原子粒子，包括重子和介子，而重子和介子是由更基本的单元夸克、反夸克和胶子组成的。传统的夸克模型认为介子由一个夸克和一个反夸克组成，重子由三个夸克或三个反夸克组成。然而描述夸克之间强相互作用的理论却给出了不同答案：除了这两种组成方式外，或许还有以其他方式组成的奇特强子，如夸克胶子混杂态、强子分子态、多夸克态、胶子球等。^[1]　　然而这一理论却一直没有得到验证。科学家们虽然也发现了一系列新的共振结构，但由于数据的匮乏和理论的局限，尚不能确定这些粒子的属性，也就无法确认奇特的强子是否存在。^[1]

北京正负电子对撞机/北京谱仪III（BESIII）实验国际合作组2013年3月26日宣布，科学家们在采集的数据中发现了一个新的共振结构，暂时命名为Zc（3900）。粲能区的粒子一般都含有粲夸克和反粲夸克，称为粲偶素，都是中性的，不带电荷。新发现的Zc（3900）含有粲夸克和反粲夸克且带有和电子相同或相反的电荷，提示其中至少含有4个夸克，科学家们认为，这可能就是他们长期寻找的一种奇特强子。

BESIII实验国际合作组发言人、中科院高能物理研究所研究员沈肖雁表示：“寻找奇特的强子一直是北京谱仪实验最重要的物理目标之一。这一新发现很可能为寻找和研究新型强子态开启了一扇大门。”

来自11个国家的近300名科学家参加了BESⅢ实验。此次发现的Zc（3900）质量比一个氦原子略大，寿命很短，在10-23秒内衰变为一个带电π粒子和一个J/ψ粒子。这一性质与普通介子态完全不同。虽然其自旋和宇称量子数、其他衰变和产生模式等性质仍然未知但它的发现却为奇特强子的存在提供了有力证据，对于定量的理解强子是如何由夸克组成的、检验强相互作用理论具有重要意义。

BESIII实验还在继续。专家预计到2013年夏天，数据量将达到4倍，届时对Zc（3900）的性质会有全面深入的了解。更重要的是，BESⅢ实验对研究粲偶素能区的物理有独特优势，实验结果可以为强相互作用理论提供重要的参考与校正点。实验组希望以Zc（3900）的研究为突破口，全面理解2010年以来发现的一系列新的粲偶素或类粲偶素粒子，并确认奇特强子的存在。^[2]

中国科学院高能物理研究所所长王贻芳说：“相信随着更多数据的积累，我们将会对Zc（3900）以及近几年国际上发现的其他新粒子的性质有更深入的了解，并希望能够确认奇特强子的存在。”^[1]