北京谱仪III实验上发现四夸克态Zcs(3985)信号（红色阴影部分）

3月11日，《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表了由兰州大学团队与中国科学院大学团队合作，主导完成的北京谱仪III实验含奇异夸克的隐粲四夸克态物理结果，并被选为当期编辑推荐文章(Editors’ Suggestion)和“Featurein Physics”。美国物理学会网站以“New Tetraquark Spotted in Electron-Positron Collisions”为标题对其进行了报道。本研究工作获得了国家自然科学基金委、科技部以及兰州大学人才建设经费及基本科研业务费的大力支持。

团队通过分析北京谱仪III实验2020年采集的对撞数据，在含有奇异夸克的粲介子衰变末态中发现了四夸克粒子Zcs(3985)的信号。这是国际上首次发现含有奇异夸克的隐粲四夸克粒子Zcs信号。该成果在arXiv预印本网站发表后不久，就引发了30余篇相关研究工作对此进行讨论。

四夸克态Zcs在正负电子对撞机上产生示意图

多夸克强子的实验研究对完善人们对于宇宙中物质最基本结构的理解具有重要科学意义，是国际粒子物理界当前的热点问题。针对这一基础前沿问题，兰州大学核科学与技术学院、稀有同位素前沿科学中心青年研究员李培荣带领团队成员深度参与北京谱仪III实验项目。“在2020年疫情期间，团队成员积极参与实验数据获取及离线数据质量监测。在保证数据质量的基础上，深入理解对撞产生的实验数据，精心设计分析算法和筛选逻辑，对Zcs产生以及衰变链条进行有针对性的寻找和测量。通过一年多时间的连续奋战，反复验证，排除了所有可能性，最终确认了Zcs的存在。Zcs信号的产率低，本底复杂，观测难度非常大。”北京谱仪III实验合作组兰州大学团队负责人李培荣介绍道。

北京谱仪III实验探测谱仪示意图

“Zcs的发现为研究和寻找新型强子态打开了一个新的维度。由于其含有更重的奇异夸克，质量变得更大，其内部结构和衰变性质都值得后续在理论和实验上做进一步研究。” 现任北京谱仪III实验联合发言人吕晓睿教授表示，Zcs的发现对于丰富人类对物质基本结构的理解具有重要科学意义。中国科学院大学粒子物理实验团队负责人郑阳恒教授介绍到：“含奇异夸克的Zcs四夸克态是国际粒子物理界期望能在实验上找到的。北京谱仪III实验上带电四夸克态Zcs(3985)的首次发现，为我们进一步理解奇特强子性质和非微扰强相互作用性质，给出了关键实验依据。”

新闻背景：

北京谱仪III实验是运行在北京正负电子对撞机上的通用探测谱仪，是国际上唯一运行在陶粲能区的大型高能物理实验研究装置，实验合作组由来自16个国家76家单位超过500余位科学家组成，其中国外科研单位占一半左右。北京正负电子对撞机取得了一批在国际上有重要影响的研究成果, 使我国在高能物理前沿占有了一席之地。2009年兰州大学正式加入北京谱仪III国际合作组成为正式成员。按照国际高能物理实验惯例，合作组论文由全体成员署名，按作者姓氏的英文字母顺序排序，次序不表明贡献大小。

相关链接：

《物理评论快报》在线发表链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.102001

美国物理学会网站报道：

https://physics.aps.org/articles/v14/s33

北京谱仪III国际合作网站链接：

http://bes3.ihep.ac.cn/doc/4187.html