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  夸克是一種基礎粒子,它擁有質量、電荷、色荷性質,還擁有給出夸克種類(上夸克、下夸克、奇夸克、魅夸克、頂夸克、底夸克)的風味性質。由於夸克禁閉效應,夸克從未被觀測到單獨存在。幾個夸克可以共同組成複合粒子,稱為強子。由一個夸克與一個反夸克共同組成的強子稱為介子。由三個夸克組成的強子稱為重子。物理學者知道很多關於這些普通強子的性質和行為。沒有任何理論規定禁止夸克組成奇異強子,例如,由兩個夸克與兩個反夸克組成的四夸克粒子,由四個夸克與一個反夸克組成的五夸克粒子。  五夸克粒子有很多不同種類,不同的夸克組合會組成不同的粒子。物理學者使用符號qqqq來標記五夸克粒子,其中,q與分別標記夸克與反夸克。符號u、d、s、 c、b、t分別標記上夸克、下夸克、奇夸克、魅夸克、頂夸克、底夸克;符號、、、、、分別標記對應的反夸克。例如,由兩個上夸克,一個下夸克,一個魅夸克,一個反魅夸克組成的五夸克粒子標記為uudc。  在五夸克粒子裡,夸克被強作用力束縛在一起,強作用力能夠促使所有色荷相互抵銷。更仔細說,在介子裡,夸克必須與反色荷的反夸克配對在一起,例如,藍色夸克與反藍色反夸克;在重子裡,三個夸克必須從三種色荷中各自選擇不同的色荷,例如,紅色、藍色與綠色。在五夸克粒子裡,色荷必須相互抵銷。唯一可行的組合是設定一個夸克為某顏色,另一個夸克為另一種顏色,另兩個夸克為第三種顏色,最後一個夸克為第三種顏色的反顏色。  物理學者尚不清楚五夸克粒子的束縛機制,可能是五個夸克緊緊地束縛在一起,也可能是一個重子與一個介子鬆鬆的束縛在一起。

  

  默裡·蓋爾曼於1964年最早提議奇異強子存在。1979年,丹尼爾·斯特勞曼給出模型描述由四個夸克與一個反夸克組成的強子。  1997年,俄羅斯聖彼得堡科學院核物理學院的理論物理學者馬克沁·波利亞科夫、維克托·佩特羅夫和德米特里·帝雅克諾夫預言由兩個上夸克、兩個下夸克與一個奇夸克組成的五夸克粒子存在,並將這種粒子命名為。它的質量約為1530MeV、寬度約為15MeV,比較特別的性質是它的奇異數為1,做實驗可以很容易從奇異數辨識出這粒子的存在。

  由於五夸克粒子必須擁有一個反夸克,假若反夸克的風味匹配任何其它夸克的風味,這夸克-反夸克對會相互抵銷,因此五夸克粒子會貌似它的三夸克重子,所以許多種類的五夸克粒子都很難在實驗裡辨識出來。為了避免這問題,早期五夸克粒子探索實驗會尋找夸克-反夸克對不相互抵銷的粒子。在2000年代中期,有幾個實驗聲稱,揭露了五夸克態。特別是2003年在日本春天八號同步輻射設施完成的「春天八號鐳射電子光子實驗」(LEPS實驗)顯示出質量為1540MeV的共振態,顯著性差異為4.6 σ。這實驗得到的結果跟1997年波利亞科夫等的理論預言相符合。  在此之後,又有九個獨立實驗釋出報告表示,觀測到與的狹窄峰值,質量在與之間,顯著性差異都超過4 σ。雖然對於這些實驗結果的正確性仍舊存有質疑,在2004年《粒子物理學評論》裡,粒子資料小組給予三顆星評估,最高是四顆星。另外還有兩個五夸克態被觀察到,它們是質量分別為、的 (ddss)與 (uudd)。它們後來都被更正為統計效應,而不是真實共振態。  在LEPS實驗之後,約有十個獨立實驗試圖尋找,但都未獲成功。其中兩個實驗(一個在BELLE,另一個在CLAS)分別與先前聲稱觀測到粒子的兩個實驗(DIANA實驗與SAPHIR實驗)幾乎相同。2006年《粒子物理學評論》總結, 曾經聲稱觀測到的每一個原本實驗,都尚未獲得高統計量確認。傑佛遜實驗室完成兩個高統計量重複實驗,它們明確地證實,原本兩個聲稱觀測到的實驗都不正確。另外,還有一些已完成的高統計量實驗,它們都沒有找到的蛛絲馬跡。關於另外兩個聲稱觀測到五夸克態的實驗,所有嘗試確認那些結果的實驗都獲得負結果。一般而言,五夸克粒子不存在;特別而言,不存在。這結論顯得很有說服力。  2008年《粒子物理學評論》更進一步表示, 近期有兩個或三個實驗對於在標稱質量附近獲得薄弱的訊號證據,但鑑於壓倒性的證據聲稱五夸克粒子不存在,將它們臚列出來是毫無意義的......整個故事──發現本身、緊跟著像漲潮般的論文、最終的退潮發現──在科學歷史上是一集相當古怪的連續劇。  儘管有那麼多顯目的零結果,LEPS團隊於2009年仍舊錶示,在質量為之處觀測到狹窄態存在,顯著性差異為5.1 σ。針對這爭論,那時期有很多實驗如火如荼地進行著。

  2015年7月13日,LHCb實驗團隊在Λ→J/ψKp衰變道辨識出五夸克粒子;在這衰變道里,底Λ粒子 (Λ)衰變為一個J/ψ介子(J/ψ)、一個K介子 (K)與一個質子(p)。實驗資料顯示,有時候,底Λ粒子不會通過Λ*居間態衰變為一個K介子 (K)與一個質子(p),而會間接地通過五夸克居間態P;兩個被發現的居間態P(4380MeV)與P(4450MeV)在統計學的顯著性差異分別為9 σ與12 σ,總合起來為15 σ,足夠證實這發現。更多資料分析還排除了這是由普通粒子造成的效應的可能性。LHCb實驗又觀測到兩個五夸克態都強烈地衰變為J/ψp,因此可推論其價夸克擁有兩個上夸克、一個下夸克、一個魅夸克與一個反魅夸克;標記為,它們是一種魅偶素-五夸克粒子。  LHCb的主要任務是研究物質-反物質不對稱性,而不是探索研究五夸克粒子。歐洲核子研究組織發言人表示,「我們並沒有積極地尋找它,我們意外地找到了它。」  2019年根據2015-2018年LHCb的資料觀察到新的五夸克粒子,新粒子為P(4312MeV),會衰減成一個質子和一個J/ψ介子(由一個粲夸克和反粲夸克構成)。並觀測到2015年發現的五夸克結構P(4450MeV)實際上是由兩個質量相近的共振態P(4440MeV)和P(4457MeV)疊加而成。最新觀察的統計顯著性達到了 7.3 σ,遠遠超過了 5 σ這個閾值。這三個五夸克態的寬度都很窄,質量略低於Σ和Σ質量之和,有可能是粲重子和反粲介子形成的束縛態,它們為重子和介子分子態的存在提供了迄今為止最有力的實驗證據。

  五夸克粒子的發現讓物理學者能夠更細緻地研究強作用力,從而助益對於量子色動力學的瞭解。另外,當今理論意味著,當有些非常巨大恆星塌縮時,會製成五夸克粒子,對於五夸克的研究或許可以幫助人們瞭解中子星的物理。
五夸克粒子是一種次原子粒子,屬於奇異強子。五夸克粒子有五個夸克。更詳細地說,是四個夸克和一個反夸克(表示他的重子數為1)。雖然物理學者預言五夸克粒子存在已很多年了,五夸克態顯然很不容易被發現。有些物理學者甚至提議,某種未知自然定律阻止五夸克粒子的出現。