近日，beat365官方网站技術物理系、核物理與核技術國家重點實驗室孟傑教授課題組與日本理化學研究所、京都大學和大阪大學的研究人員合作，通過格點量子色動力學（QCD）提取強子-強子相互作用，從第一性原理出發，證實了LHCb合作組近期發現的首個雙粲四誇克态T⁺_cc，并給出其随 π 介子質量的演化行為。

強子是由誇克和膠子組成的色單态粒子（如質子和中子），是構成可見宇宙的基本單元。強子-強子相互作用決定着原子核層次的物質結構及其屬性，對于研究奇特強子、原子核以及天體核過程至關重要，是核物理研究的重要前沿。

孟傑教授課題組長期從事原子核理論研究，在原子核結構的相對論理論等方面取得多項重要成果，日本理化學研究所Tetsuo Hatsuda團隊在基于格點QCD研究強子-強子相互作用方面有很高的國際聲譽。自2018年起，雙方團隊得到中國科技部與日本理化學研究所的共同資助，緻力于從格點QCD出發，探索相對論形式的核子-核子相互作用，進而實現原子核性質的相對論第一性原理描述。

2021年，歐洲核子中心大型強子對撞機上的LHCb合作組發現了首個雙粲四誇克态T⁺_cc，引起了廣泛關注。為了從第一性原理的QCD出發，對實驗進行理論驗證，并考察T⁺_cc對 π 介子質量的依賴性，中日研究團隊基于接近物理點（m_π=146 MeV）的格點QCD，提取了 D^*與 D 介子之間的相互作用，發現該相互作用在長距離處具有雙 π 交換主導的特征，且能夠産生一個接近阈值的虛态；将 D^*-D 之間的相互作用外推到物理點（m_π=135 MeV），上述虛态演化為一個弱束縛态，同時理論給出的 D⁰D⁰π⁺質量譜能夠較好地再現LHCb的實驗數據。

2023年10月16日，該工作以“Doubly charmed tetraquarkT⁺_ccfrom lattice QCD near physical point”為題發表于《物理評論快報》（Physical Review Letters)上，并被遴選為“編輯推薦”（Editors’ Suggestion）文章。beat365官方网站2023屆博士畢業生呂岩為論文的第一作者，其他作者包括孟傑教授，日本理化學研究所Takumi Doi 研究員、Tetsuo Hatsuda 教授，京都大學 Sinya Aoki教授，以及大阪大學Yoichi Ikeda教授。

上述工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及核物理與核技術國家重點實驗室等資助。

圖1. 雙粲四誇克态T⁺_cc示意圖

圖2. D⁰D⁰π⁺質量譜（紅色帶和黑色帶為理論計算結果，黑色點為LHCb的實驗數據）

論文原文鍊接: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.161901