理论物理组在奇特新强子态研究领域取得系列进展

普通强子包括由一对正-反夸克所构成的介子、以及由三个夸克所构成的重子。在夸克模型建立之初，理论物理学家盖尔曼和茨威格就分别提出了由更多夸克所组成的多夸克态。之后几十年的时间里实验物理学家们为寻找多夸克态付出了大量的努力，但是进展甚微。直到2003年，日本的Belle实验在B介子衰变的过程中发现了X(3872)粒子，后续的十多年里实验上发现了大量的无法用传统夸克模型解释的多夸克态候选者。近期，我院理论物理组王波博士分别与北京大学高能物理研究中心、德国波鸿鲁尔大学等国内外多所研究机构合作，在奇特新强子态研究领域取得系列进展。

基于2020年LHCb在B⁺→D⁺D^-K⁺衰变过程中新发现的两个态X₀(2866)和X₁(2900)，王波和朱世琳教授合作研究了D^*K^*和DK耦合道型的相互作用，并基于李普曼-施温格方程拟合了D^-K⁺的不变质量谱，发现X₀(2866)和X₁(2900)可以被分别解释为D^*K^*的S波和P波的分子态。相关成果“How to understand the X(2900)?”以河北大学为第一单位发表在国际知名期刊《The European Physical Journal C》(2022, 82, 5, 419)，王波博士为论文第一兼通讯作者。

基于2019年4月，欧洲的大型强子对撞机LHCb合作组在J/Ψp的末态上发现的三个五夸克态候选者Pc(4312)，Pc(4440)和Pc(4457)，王波博士和北京大学高能物理研究中心的博士后陈侃用手征有效场论研究了粲重子和粲介子的相互作用，并预言了该体系可能的束缚态，相关成果“Exploration of the doubly charmed molecular pentaquarks”发表在《Physical Review D》(2021, 103, 116017)。研究结果可为以后的实验寻找含有两个粲夸克的五夸克态提供理论指导。

基于2021年，LHCb合作组新发现的两个含有奇异夸克的四夸克态Z_cs(4000)和Z_cs(4220)，王波博士和德国波鸿鲁尔大学的博士后孟璐以及日本原子能研究所的博士后王广娟合作研究了Z_cs(4000)和Z_cs(3985)作为相同的态和不同的态可能会导致的可观测效应。相关成果“Implications of the Z_cs(3985) and Z_cs(4000) as two different states”发表在《Science Bulletin》（2021, 66, 2065）。

基于2021年，LHCb合作组在一次国际会议上报告的含有两个粲夸克的四夸克态T_cc（早在2017年王波及其合作者就预言了该态的存在，参见10.1103/PhysRevD.99.014027）。王波博士与合作者孟璐、王广娟博士以及朱世琳教授用有效场论研究了该粒子的强衰变与辐射衰变，这可为实验上鉴定此粒子是否为DD^*的分子态提供很强的理论指导。此研究也是国际上首次报道T_cc粒子的理论工作，研究结果“Probing the long-range structure of theT⁺_cc with the strong and electromagnetic decays”以Letter形式发表在《Physical Review D》（2021, 104, L051502）。

此外，作者又重新考察了X(3872)的同位旋破缺的衰变，相关结果“Revisit the isospin violating decays of X(3872)”同样发表在《Physical Review D》（2021, 104, 094003）。

鉴于实验上发现了非常丰富的分子态候选者，王波博士与合作者陈侃系统地探究了含有奇异夸克的重介子和重重子之间的相互作用，并预言了大量的分子态，研究结果“Heavy flavor molecular states with strangeness”发表在《Physical Review D》（2022, 105, 096004）。