近日，蘭州大學稀有同位素前沿科學中心青年研究員劉明珠及其合作者應邀在物理學頂級期刊《Physics Reports》上發表題為《Three ways to decipher the nature of exotic hadrons: multiplets, three-body hadronic molecules, and correlation functions》（Physics Reports,2025, 1108，1–108）的長篇綜述文章。蘭州大學為第一單位，劉明珠為論文第一作者，北京航空航天大學耿立升教授為通訊作者。

強相互作用是自然界四種基本相互作用之一，其基本自由度是夸克和膠子。強相互作用的基本理論是量子色動力學（QCD），它具有兩個重要特性：漸近自由和色禁閉。漸近自由意味著強相互作用在低能狀態下變得較強，使得微擾理論不再適用；而色禁閉則表示在低能狀態下，強相互作用的自由度是強子，而非夸克和膠子，這導致理論和實驗自由度之間的不匹配。這些特性使得在低能區進行強相互作用的理論和實驗研究極為困難。強相互作用研究因此成為全球大科學裝置的主要研究目標，被列入國家自然科學基金委“十四五”規劃的第15個優先研究方向。

1964年，美國物理學家默里·蓋爾曼和喬治·茨威格分別獨立提出了夸克模型，成功解釋了當時實驗上發現的所有強子。根據夸克模型，強子可以分為由正反夸克組成的介子或由三個夸克組成的重子。該理論取得了巨大的成功，蓋爾曼因此獲得了1969年的諾貝爾物理學獎。然而，自2003年以來，實驗上發現了一系列不同于傳統介子或重子的新強子態，如X(3872)、Zc (3900)、Pc (4312)、X(6900)等。這些發現對傳統夸克模型提出了挑戰，同時也為深入研究強相互作用提供了新的機遇。絕大多數新強子態位于一對傳統強子的質量閾值附近，因此是強子分子態的可能候選者。最常見的強子分子態是原子核及超核，通常被認為是由核子（質子、中子）及超子（如Λ超子）在核力作用下形成的弱束縛體系。

三種研究奇特強子分子態構型及對應的強子-強子相互作用的系統方法

理解新強子態的內部構型、研究強子-強子相互作用是當前強子物理研究的重要課題。該文章系統綜述了檢驗兩體非微擾強相互作用及相關新強子分子態構型的三種系統方法：多重態強子分子態、三體強子分子態和動量關聯函數。如圖所示：方法一通過檢驗強子分子態候選者由對稱性關聯的伙伴態的存在與否來驗證其分子態構型；方法二通過相關三體強子分子態的存在與否來檢驗強子-強子相互作用及相應的分子態構型；方法三利用在強子對撞過程中產生的粒子對之間的動量關聯函數直接研究強子-強子相互作用，從而檢驗其可能對應的分子態構型。綜述系統回顧了對多重態強子分子態、三體強子分子態的譜學、衰變和產率等可觀測量及兩強子關聯函數等可觀測量的眾多研究，為未來實驗及格點量子色動力學研究強子-強子相互作用和檢驗相關的新強子態分子態構型提供了重要的理論參考并指出了可能的突破方向。

《Physics Reports》創刊于1971年，每年只發表約50篇文章，是物理學和交叉學科類久負盛名、最具影響力的國際綜述性期刊之一，近五年平均SCI影響因子為25.9。該刊每期只發表一篇論文，全部由雜志編輯邀約在全球相關領域做出突出貢獻的專家學者撰稿，對相關領域的發展具有重要的引領和指導作用。