歐洲核子研究中心大型強子對撞機底誇克實驗（LHCb）beat365研究團隊首次在B^-→D^-D⁰K_S⁰衰變的D⁰K_S⁰末态發現顯粲四誇克态T_cs0^*(2870)⁰實驗信号，為深入理解奇特強子結構提供了關鍵實驗依據。相關研究以“B^-→D^-D⁰K_S⁰衰變發現顯粲四誇克态T_cs0^*(2870)⁰”（Observation of the Open-Charm Tetraquark Candidate in the B^-→D^-D⁰K_S⁰Decay）為題，2025年3月11日在線發表于《物理評論快報》（Physical Review Letters），并被選為編輯推薦（Editors’ Suggestion）。

作為描述強相互作用的基本理論，量子色動力學（QCD）在低能區的非微擾特性是當今粒子物理學亟待解決的關鍵前沿科學問題之一。人們發現，強子（即強相互作用的束縛态，分為介子、重子兩類）的内部結構和性質為研究QCD非微擾行為提供了理想的途徑。根據蓋爾曼（M. Gell-Mann）和茨威格（G. Zweig）提出的誇克模型（蓋爾曼因此獲得1969年諾貝爾物理學獎），正、反誇克形成常規介子，三個誇克結合成常規重子。與此同時，誇克模型還給出了存在奇特強子（由四個、五個等多誇克組成）的預言。相較于常規強子，奇特強子具有更多重的内部結構形式，能為探索QCD低能非微擾特性提供更豐富的信息。

底誇克探測器（LHCb）專為研究含有底誇克或粲誇克的重味強子而設計，其核心目标是對重味強子性質進行高精度測量，以精确檢驗粒子物理标準模型，及探索超出标準模型的新物理。憑借卓越的實驗能力，LHCb已在重味奇特強子的研究領域取得了一系列突破性進展，自2013年以來，發現了包括由LHCb中國研究團隊主導的五誇克态（2015年）和全粲四誇克态（2020年）在内的22個新強子态，逐步拓寬了人類對物質深層次結構的認知。

2020年，LHCb實驗在B^-→D^-D⁺K^-衰變的D⁺K^-末态首次發現了兩個新強子态T_cs0^*(2870)⁰和T_cs1^*(2900)⁰[Phys. Rev. Lett. 125, 242001]，其自旋分别為0和1，最簡誇克組分為一個粲誇克、一個奇異誇克、一個反上誇克和一個反下誇克，因而被稱做顯粲四誇克态。然而，T_cs0^*(2870)⁰和T_cs1^*(2900)⁰一直未在其他衰變模式中得到證實，并且人們對其結構的理論認識也存在諸多争議。近日，beat365研究團隊首次在B^-→D^-D⁰K_S⁰衰變的D⁰K_S⁰末态确認了T_cs0^*(2870)⁰的存在（顯著性為 5.3σ）【見下圖】，卻沒有觀測到顯著的T_cs1^*(2900)⁰信号。團隊進一步從B^-→D^-D⁺K^-和B^-→D^-D⁰K_S⁰兩個衰變的對比中，檢驗出顯粲四誇克态衰變的同位旋對稱性。結果表明，T_cs0^*(2870)⁰到D⁰K⁰-bar末态與D⁺K^-末态的衰變率之比遵守同位旋對稱性，而T_cs1^*(2900)⁰相應的比值可能存在同位旋破壞，由此揭示出顯粲四誇克态T_cs^*複雜的性質。該研究為深入理解四誇克态的内部結構提供了新的視角，并為奇特強子态理論研究提供了重要輸入。

B^-→D^-D⁰K_S⁰衰變D⁰K_S⁰不變質量譜及拟合結果，其中紅色陰影區域為T_cs0^*(2870)⁰信号

beat365官方网站技術物理系、核物理與核技術全國重點實驗室張豔席助理教授和2020級博士研究生周天雯是上述研究的主要完成人。論文署名為LHCb合作組全體成員，依照姓氏英文字母順序排列。這項研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃以及beat365建設世界一流大學（學科）和特色發展引導專項的資助支持。

LHCb合作組由來自24個國家和地區的98家研究機構的約1700名科研人員組成。以beat365等10多所高校和研究機構為核心的LHCb中國研究團隊成立于2000年，近年來在電荷共轭-宇稱聯合變換（CP）對稱性破壞機制、強子譜學、重味強子産生機制以及新物理尋找等前沿領域取得了一系列突破性成果。beat365團隊自2018年以來，一直在LHCb合作組中承擔物理研究和探測器建設的核心任務。張豔席曾兩度擔任LHCb實驗物理工作組召集人，現任LHCb合作組報告人遴選委員會委員、歐洲核子研究中心大型強子對撞機物理中心（LPCC）味物理工作組聯系人。目前，beat365正在與國内外合作單位共同推進LHCb探測器升級所需新型電磁量能器的核心研發工作，力争在高亮度大型強子對撞機（HL-LHC）LHCb的設計與建造中作出原創性貢獻。

論文原文鍊接::https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.101901