为了探索亚原子粒子的复杂领域，数学科学研究所 (IMSc) 和塔塔基础研究所 (TIFR) 的研究人员最近在《物理评论快报》杂志上发表了一项新发现。他们的研究照亮了量子色动力学(QCD)的新视野，揭示了奇异的亚原子粒子，并突破了我们对强力理解的界限。

这一探索的核心在于神秘的基本强力，它产生了宇宙中所有可见物质的几乎所有质量。少数被称为夸克的基本粒子通过交换胶子进行有趣的相互作用，创造出所有复合亚原子粒子，最终形成我们宇宙中所有可见物质。

这种理解的核心是 QCD 理论，它控制着强相互作用的动力学。 QCD 允许夸克的色中性组合形成亚原子粒子，通常称为强子。传统上，强子被分为两大类：介子，如介子，由一个夸克和一个反夸克组成，重子，如质子，由三个夸克组成。

然而，除了这些类别之外，还存在奇异的强子，包括具有四个、五个或六个夸克的强子，甚至是具有胶子的粒子，例如胶球。直到最近，这些奇异强子的存在对于粒子物理学家来说仍然是一个未知的领域。

在过去的十五年里，一系列的实验发现照亮了这个以前模糊的领域，揭示了丰富的奇异强子光谱，这些强子挑战了传统的强力概念，挑战了我们对亚原子粒子的理解。

这些奇异的强子中有四夸克，它们由四个夸克(更准确地说，两个夸克和两个反夸克)组成。它们可以以高度紧凑的形式存在，也可以作为两个介子或其他物质的松散结合的分子存在：它们的精确结构仍然是个谜。它们也被认为是最常见的外来物种，预计未来还会发现更多。

理论研究可以通过预测夸克含量和可能的能量范围来帮助这些发现。在这项最近的工作中，TIFR 理论物理系的 Nilmani Mathur 教授和博士后研究员 Archana Radhakrishnan 博士以及 IMSc 的 M. Padmanath 博士预测了一种新型四夸克的存在。这种新的亚原子粒子由一个美夸克和一个魅力夸克以及两个轻反夸克组成，它属于四夸克家族，称为 T bc：美丽迷人的四夸克。

研究人员利用印度晶格规范理论计划(ILGTI)的计算设施来进行这一计算。利用底介子和粲介子之间的相互作用研究了这种特殊四夸克的形成。这项研究利用不同晶格间距和价轻夸克质量的变分技术，研究了有限体积内相互作用的介子系统的能量本征值，并得出了这种四夸克存在的结论。

与预测的粒子类似，可能存在具有相同夸克含量但具有不同自旋和宇称性的其他四夸克。这一预测的到来恰逢最近发现的包含两个粲夸克和两个轻反夸克的四夸克(T cc )。

因此，考虑到产生和检测所需的能量范围和光度变得越来越容易，新预测的粒子或相关变体很可能使用类似的实验方法被发现。

此外，预测粒子的结合能超过任何已发现的四夸克，并且随着轻夸克质量的增加，结合力减弱，这暗示了不同夸克质量体系之间强相互作用的复杂动力学，并阐明了强力的有趣特征在强子形成中，特别是那些具有重夸克的强子。

这也为在下一代实验中寻找更重的奇异亚原子粒子带来了额外的动力，这些粒子可用于破译强力并释放其全部潜力。