LHCb 研究物理学中最令人费解的粒子之一的性质

χc1(3872) 是一种有趣的粒子。20 多年前，日本 KEK 的 BELLE 合作组在 B+介子衰变中首次发现了它。此后，LHCb 合作组于 2010 年报告了它，并测量了它的一些特性。但问题在于——物理学家们仍然不知道它到底是由什么组成的。

在粒子物理学的夸克模型中，有重子(由三个夸克组成)、介子(由一对夸克-反夸克组成)和奇异粒子(由非常规数量的夸克组成)。要找出 χc1(3872) 的成分，物理学家必须测量其性质，例如其质量或量子数。

理论认为 χc1(3872) 可能是由粲夸克和反粲夸克组成的传统粲偶素态，也可能是由四个夸克组成的奇异粒子。这种奇异粒子可能是紧密结合的四夸克态、分子态、cc-胶子混合态、矢量胶球或不同可能性的混合。

此前，LHCb 合作组已发现其量子数为 1++ ，并于 2020 年对该粒子的宽度(寿命)和质量进行了精确测量。该合作组还测量了其所谓的低能散射参数。结果表明，其质量略小于 D0介子和 D*0介子质量之和。

这些结果导致理论界出现分歧。一些人认为 χc1(3872) 是一种由空间分离的 D0和 D*0介子组成的分子态。这种分子态比典型的粒子尺寸大得多，更接近重核。

然而，这一论点遇到了一个问题，即物理学家预计分子物体在强子-强子碰撞中会受到抑制，而 χc1(3872) 大量产生。其他理论家将结果解释为 χc1(3872) 具有“紧凑”成分的明确证据。这意味着它是一种尺寸小得多的粒子，包含紧密结合的粲偶素或四夸克。

帮助确定 χc1(3872) 包含什么的一种方法是计算衰变为不同较轻粒子(分支分数)的概率之间的比率。

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