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北京谱仪Ⅲ国际合作组首次证明一类全新物质形态存在

胶球找到了!15年确证半世纪预言

2026年08月07日 文汇报 郭一禾 许琦敏
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昨天,记者从kaiyun官网入口高能物理研究所获悉,历经15年研究,我国科研人员领衔的北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)实验国际合作组,首次证明一类全新物质形态——胶球的存在。

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。然而,胶子的特别之处在于,它不仅负责传递力,自身还会相互吸引、彼此纠缠,聚集形成一种全新粒子——胶球。

在描述强相互作用的物理学理论“量子色动力学”中,胶球是个极其重要的预言,因为它是唯一一种由“力的传播子”构成的粒子,即一种纯由“力”构成的物质形态。然而,半个世纪以来,实验上一直未能找到胶球。

通过实验寻找胶球是北京正负电子对撞机的首要物理目标之一。依托该装置上的BESⅢ实验装置,合作组曾于2011年发现了一个疑似为胶球的新粒子X(2370),又于2024年测定该粒子的量子态性质与胶球的理论预言完全一致,为确定其身份提供了关键证据。

最近,由南京大学金山教授和高能所黄燕萍研究员共同领导的研究团队又发现了X(2370)的新衰变模式,并首次成功测定其为“味单态”。“味单态”性质是胶球的最重要特性,也是确认其身份的关键特征。据介绍,质子、中子等普通粒子都含有不同“味道”的夸克,如上夸克、下夸克、奇异夸克等,而胶球由纯胶子构成,不含“味道”信息,属于“味单态”。

至此,BESⅢ实验通过15年研究,建立了完整实验证据链,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。研究人员表示,这是近50年来寻找胶球最明确的实验结果,清晰验证了“胶子能够自我结合形成新型物质”的理论预言,对于检验粒子物理学标准模型具有重要意义。

BESⅢ是运行在北京正负电子对撞机上的大型粒子物理探测器,其国际合作者由来自15个国家近百个研究机构的约700名科学家组成。

(原载于《文汇报》 2026-08-07 01版)

打印 责任编辑:麻泽蓉

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