Ban đầu là có những dấu hiệu và khoanh vùng, và nay người ta đã có một quan sát rõ ràng của một hạt 4-quark tên gọi là Z(4430). Nghiên cứu các phân hủy meson B, nhóm hợp tác LHCb đã thu thập được một tín hiệu đủ mạnh để tuyên bố trên tạp chí Physical Review Letters rằng Z(4430) là một hạt thật sự. Cùng với những hạt kì lạ khác, ví dụ như Zc(3900), nó thách thức quan niệm chính thống rằng các quark chỉ kết hợp theo cặp hoặc theo bộ ba.
Thí nghiệm LHCb tại CERN
Vào năm 2008, thí nghiệm Belle ở Nhật Bản đã báo cáo một cực đại trong dữ liệu phân hủy meson B đề xuất một hạt tích điện âm với khối lượng 4,5 lần khối lượng proton. Thành phần quark của hạt Z(4430) này đem lại một câu đố khó: phân hủy của nó hàm ý rằng nó chứa một quark và một phản quark duyên (charm), còn điện tích của nó đòi hỏi thêm hai quark nữa (một quark xuống (down) và một phản quark lên (up), chẳng hạn) – mang lại tổng cộng bốn quark. Tuy nhiên, những nghiên cứu sau đó của thí nghiệm BaBar đòi hỏi phải có bằng chứng cho một hạt mới.
Thí nghiệm LHCb tại CERN, vốn được bố trí để nghiên cứu vật lí học quark đáy (bottom) trong các va chạm proton-proton tại LHC, đã thu thập 25.000 phân hủy B0 có liên quan ở mức năng lượng 7 và 8 tera-electron-volt (TeV). Mẫu này lớn gấp 10 lần mẫu dữ liệu của Belle và BaBar. Phân tích do nhóm LHCb thực hiện cho thấy một tín hiệu có nghĩa cao (độ lệch chuẩn khoảng 14 so với phông nền), loại bỏ mọi nghi ngờ rằng Z(4430) có là một hạt thật sự hay không. Đội nghiên cứu cũng xác nhận hạt mới có spin bằng 1 và một số chẵn lẻ dương, bác bỏ cách giải thích rằng các tín hiệu hạt đó chỉ phát sinh từ một cặp moson D (2-quark). Lời giải thích duy nhất còn lại, theo các nhà nghiên cứu, là Z(4430) là một trạng thái liên kết gồm bốn quark.
Tham khảo: Phys. Rev. Lett. 112, 222002 (2014)
