从 X(3872) 的性质预测同位旋矢量粲偶素类强子态

利用手征有效场论，我们预测必然存在具有 $J^{PC}=1^{++}$ 的同位旋矢量粲偶素类 $D\bar D^*$ 强子分子态，记为 $W_{c1}$。输入参数为 $X(3872)$ 的性质，包括其质量和衰变至 $J/\psi\rho^0$ 与 $J/\psi\omega$ 的分支比。预测的态是散射矩阵的虚态极点，这表明 $X(3872)$ 及其自旋伙伴具有分子态性质。它们应在 $D\bar D^*$ 阈值处表现为轻微的尖点或凹陷，这解释了它们在实验中难以观测的原因。目前的负观测结果也表明，$X(3872)$ 要么是具有非零结合能的束缚态，要么是虚态，只有在这种情况下 $X(3872)$ 的信号才会强于 $W_{c1}^0$。在 $D^0\bar D^{*0}$-$D^+D^{*-}$ 耦合道系统的第四黎曼面上，$W_{c1}^0$ 的极点位置为 $3881.2^{+0.8}_{-0.0}- i 1.6^{+0.7}_{-0.9}$ MeV；在 $(D\bar D^*)^\pm$ 单道系统的第二黎曼面上，$W_{c1}^\pm$ 的极点位置为 $3866.9^{+4.6}_{-7.7}- i (0.07\pm0.01)$ MeV。研究结果表明，$J/\psi\pi^+\pi^-$ 不变质量分布中的峰并非完全来自 $X(3872)$，还包含此处预测的 $W_{c1}^0$ 的贡献。这些态应具有同位旋矢量的重夸克自旋伙伴，其 $J^{PC}$ 分别为 $0^{++}$、$2^{++}$ 和 $1^{+-}$，其中 $1^{+-}$ 对应 $Z_c$。我们建议在 $J/\psi\pi^\pm \pi^0$ 道中搜索带电的 $0^{++}$、$1^{++}$ 和 $2^{++}$ 态。