今日成果推介：

Nijiati Yalikun* , Xiang-Kun Dong ,and Ulf-G. Meißner. Role of the short-range dynamics in the formation of D^((*)) D ̅^((*)) and B^((*)) B ̅^((*)) hadronic molecules. Physical Review D 111, 094036 (2025).

个人简介：

尼加提·亚力坤，理学博士，6776永利集团副教授，硕士研究生导师。从事多夸克态、粒子物理标准模型的扩展以及高能物理微扰QCD计算等方面的理论研究工作，主持自治区自然科学基金1项、自治区人才类项目1项， 在Physical Review C/D等刊物上发表多篇学术论文。

研究领域：

粒子物理理论、多夸克态唯象学

研究背景/选题意义/研究价值：

近年来，随着高能物理实验上大量超出传统夸克模型的奇特强子态（如XYZ粒子、五夸克态Pc等）的发现，多夸克态与强子分子态的研究成为探索量子色动力学非微扰机制的重要前沿。这些态的存在可能深刻揭示强相互作用在低能区的动力学行为，尤其是近阈值强子-强子相互作用如何形成束缚态或共振态（图1）。本文基于有效场论和强子相互作用模型，在类似X(3872)的机制下研究D^((*)) D ̅^((*)) 和 B^((*)) B ̅^((*))等重味系统中可能存在的近阈值极点，发现存在依赖于短程相互作用参数的束缚态或虚态，这不仅为理解现有奇特强子的结构提供了理论支持，也为未来在重味介子对产生道中搜寻新型多夸克态提供了重要预言，具有重要的理论价值和实验指导意义。

主要研究内容

图1 隐粲四夸克强子分子态

图2 D^((*)) D ̅^((*)) 和 B^((*)) B ̅^((*))系统的散射过程

量子色动力学非微扰机制的研究不断揭示出强子物理中超越传统夸克模型的丰富结构。随着实验上在重味能区发现一系列近阈值的奇特态——如X(3872)、Z_b (10610)、P_c/P_cs等——理论界愈发关注由两个或多个强子通过残余强相互作用形成的“强子分子态”。这类态通常位于两体或多体衰变道的阈值附近，其性质高度依赖于S矩阵在复能量平面上的极点位置，尤其是第二黎曼面上的共振态。本文基于手征有效场论和重夸克自旋对称性有效拉格朗日量研究了D^((*)) D ̅^((*)) 和 B^((*)) B ̅^((*))系统的短程相互作用动力学，并考虑了π, η, ρ, ω, σ等轻介子交换以及短程接触项的贡献，描述相关相互作用过程的费曼图如图2所示。在动力学处理上，采用薛定谔方程对强子-强子散射过程进行非微扰求解，并引入动量截断 Λ 对势能进行正规化。通过对散射振幅在复能量平面内的解析延拓，我们在第二黎曼面上系统搜索S矩阵的极点，从而判断是否存在稳定的束缚态或共振态。

研究表明，在总同位旋分别为I=0和I=1的系统中，不同自旋-宇称态短程接触项显著影响极点的位置。图3展示D^((*)) D ̅^((*)) 和 B^((*)) B ̅^((*))系统的S矩阵在复能量平面中的极点轨迹随势能截断参数的变化趋势，横轴为实部（对应质量），纵轴为虚部（对应半衰变宽度）。该图清晰地刻画了从虚态到束缚态的演化过程，揭示了系统从虚态向共振态或束缚态转变的关键临界点。这一结果表明，类似于X(3872)的四夸克态粒子可能处于这种精细调谐的近阈值极限下的强子分子态候选者。

图3 D^((*)) D ̅^((*)) 和 B^((*)) B ̅^((*)) 系统S矩阵极点随截断参数变化移动轨迹

研究结论：

在总同位旋I=0 的系统的不同自旋-宇称态（如J^P  =0^+,1^+,2^+）中，存在对短程接触项δ(r) 高度敏感的近阈值束缚态，其束缚能随截断 Λ 增大而增强。相比之下，I=1 系统中的极点表现为虚态或远离实轴的宽共振，表明束缚效应较弱。进一步分析发现，B^((*)) B ̅^((*)) 系统由于更大的约化质量，表现出比对应D^((*)) D ̅^((*))介子系统更强的束缚趋势，这为解释实验上观测到的Z_b (10610)等态提供了自然的强子分子图像。同时，研究揭示了不同自旋-宇称态对接触项强度依赖差异。本工作不仅为X(3872)等实验候选者的强子分子态解释提供有力支持，也为未来在BESIII、Belle II及LHCb实验中搜寻新型隐粲（底）四夸克态提供了可检验的理论预言。

主要创新点：

本工作创新性地构建了包含长程介子交换与可调短程δ(r)项的统一有效势模型，首次系统讨论短程动力学对D^((*)) D ̅^((*)) 和 B^((*)) B ̅^((*))系统强子分子态形成的决定性作用。此研究深化了对量子色动力学非微扰机制的理解，也为实验探索隐粲（底）四夸克态提供了理论依据。

稿件来源：6776永利集团

编辑：尼加提·亚力坤

责编：李蕊

审核：吕国梁