来源:环球科学
原子核由质子和中子组成,质子和中子又由夸克组成。夸克之间靠胶子传递强相互作用力,而胶子之间有可能相互吸引,形成一种全新的粒子——胶球。在描述强相互作用的物理学理论“量子色动力学”里,胶球是唯一一种由“力的传播子”构成的粒子。然而,半个世纪以来,实验上一直未能找到胶球。胶球到底存不存在,是对这个物理学理论至关重要的检验,也是至今仍悬而未决的重大科学问题之一。
8月6日,北京正负电子对撞机上的北京谱仪III实验(BESIII)国际合作组在巴西举行的国际高能物理大会(ICHEP 2026)上,以特别大会报告的形式宣布:。
北京谱仪III是运行在北京正负电子对撞机(BEPCII)上的大型粒子物理探测器。北京正负电子对撞机能够大量产生丁肇中先生发现的J/psi粒子,这种粒子产生之后瞬间就会衰变成其他更轻的粒子。BESIII合作组2011年在J/psi的衰变产物中发现了一个疑似为胶球的新粒子X(2370),并于2024年测定了X(2370)的自旋和宇称量子数。
最近,由南京大学金山教授和中国科学院高能物理研究所黄燕萍研究员共同领导的研究团队发现了多个X(2370)粒子新衰变模式,并且首次测定它是“味单态”。“味单态”性质是胶球的一项关键“身份特征”。因为胶球由纯胶子构成,不含“味道”信息,属于“味单态”。至此,BESIII实验通过历时15年的一系列研究,证实X(2370)的主要成分正是物理学家找了近半个世纪的胶球。该发现不仅为“量子色动力学”理论提供了决定性验证,也表明这类全新物质形态——纯由“力”构成的物质的存在。