χ c1 (3872) 是一种有趣的粒子。20 多年前，日本 KEK 的BELLE 合作组在 B+ 介子衰变中首次发现了它。此后，LHCb 合作组于 2010 年报告了它，并测量了它的一些特性。但问题在于——物理学家们仍然不知道它到底是由什么组成的。
在粒子物理学的夸克模型中，有重子(由三个夸克组成)、介子(由一对夸克-反夸克组成)和奇异粒子(由非常规数量的夸克组成)。要找出 χ c1 (3872) 的成分，物理学家必须测量其性质，例如其质量或量子数。理论表明，χ c1 (3872) 可能是由粲夸克和反粲夸克组成的传统粲偶素态，也可能是由四个夸克组成的奇异粒子。这种类型的奇异粒子可能是紧密结合的四夸克态、分子态、cc-胶子混合态、矢量胶球或不同可能性的混合。
此前，LHCb 合作组已发现其量子数为 1 ++，并于 2020 年对该粒子的宽度(寿命)和质量进行了精确测量。该合作组还测量了其所谓的低能散射参数。结果表明，其质量略小于 D 0介子和 D *0介子质量之和。
这些结果导致理论界出现分歧。一些人认为 χ c1 (3872) 是一种由空间分离的 D 0和 D *0介子组成的分子态。这种分子态比典型的粒子尺寸大得多，更接近重核。然而，这种观点遇到了一个问题，即物理学家预计分子物体在强子-强子碰撞中会受到抑制，而 χ c1 (3872) 大量产生。其他理论家将这些结果解释为 χ c1 (3872) 具有“紧凑”成分的明确证据。这意味着它是一种尺寸小得多的粒子，包含紧密结合的粲偶素或四夸克。
确定 χ c1 (3872) 包含什么的一种方法是计算衰变为不同较轻粒子(分支分数)的概率之比。通过比较衰变为激发粲偶素态或粲偶素态和光子的速率，物理学家可以收集有关它是什么类型的粒子的线索。有一个明确的理论特征：如果该比率不为零，则表明 χ c1 (3872) 中存在一些紧凑分量，不利于纯分子模型。
现在，利用 LHC 运行 1 和运行 2 的完整数据，LHCb 合作组发现这些比率并非为零，显著性超过六个标准差。这些比率的测量值较大，与基于纯 D 0 D *0 分子假设的 χ c1 (3872) 粒子的预期不一致。相反，它支持基于 χ c1 (3872) 结构的其他假设的广泛预测，包括常规(紧凑)粲偶素、包含粲夸克、粲反夸克、轻夸克和轻反夸克的紧凑四夸克，或具有大量紧凑核心成分的分子混合物。简而言之，结果为 χ c1提供了强有力的论据(3872)结构含有紧凑的组件。
χ c1 (3872) 粒子继续吸引着粒子物理学界的关注。更多信息请参阅论文或LHCb网站。
