Nhóm cộng tác BESIII đã báo cáo việc quan sát thấy hình dạng đường dị thường xung quanh ngưỡng khối lượng ppbar trong J/ψ→γ3(π+π–) phân rã, biểu thị sự tồn tại của trạng thái giới hạn ppbar. Bài viết được xuất bản trực tuyến tại Physical Review Letters.
Khoảng cách về khối lượng đến 2mp gợi ý về các trạng thái liên kết nucleon-antinucleon, một ý tưởng đã có lịch sử lâu dài. Trước khi Mô hình Quark ra đời, trạng thái liên kết nucleon-phản nucleon đã được Giáo sư E. Fermi và Giáo sư CN Yang đề xuất.
Có sự tích lũy bằng chứng cho hành vi dị thường trong hệ proton-phản proton gần ngưỡng khối lượng ppbar, ví dụ: J/ψ→γppabr , J/ψ→γπ+π–η' và hệ số dạng hiệu dụng của proton được xác định từ e+e–→ppbar, thể hiện một đỉnh hẹp hoặc sự sụt giảm rất dốc xung quanh ngưỡng khối lượng ppbar, điều này truyền cảm hứng cho nhiều suy đoán và làm mới mối quan tâm về trạng thái liên kết nucleon-phản nucleon.
X(1840) là cấu trúc mới được phát hiện trong hạt J/ψ→γ3(π+π–) vào năm 2013 với mẫu dữ liệu con của thí nghiệm BESIII, cũng nằm gần ngưỡng khối lượng ppbar. Việc khám phá sâu hơn về hình dạng đường thẳng của X(1840) là điều cần thiết để hiểu rõ hơn về bản chất của nó. Do đó, thí nghiệm BESIII đã thực hiện một nghiên cứu về 3(π+π–) phổ khối với 10 tỷ sự kiện J/ψ, lớn hơn khoảng 45 lần so với mẫu dữ liệu con được sử dụng trong phép đo trước đó.
Lần đầu tiên người ta quan sát thấy hình dạng đường dị thường của X(1840) gần ngưỡng khối lượng ppbar. Sau nhiều nỗ lực, người ta nhận thấy rằng mô hình có tổng nhất quán của hai tham số Breit-Wigner có thể cung cấp một mô tả dữ liệu tốt, cho thấy cộng hưởng mới X(1880) có ý nghĩa thống kê lớn hơn 10σ, cũng như khối lượng và chiều rộng được xác định là 1882.1±1.7±0.7 MeV/c2 và tương ứng là 30.7±5.5±2.4 MeV/c.
Khối lượng của nó gần với ngưỡng khối lượng ppbar hỗ trợ cho sự tồn tại của trạng thái giới hạn ppbar. Sau khi công bố, kết quả này đã được bình chọn là “Tiêu biểu trong Vật lý” bởi Physical Review Letters.