胶球这种全新物质形态是如何被实验证实的?

2026-08-10 17:53 来源:科技观察窗

  历经15年追寻,中国科学家依托北京正负电子对撞机上的北京谱仪Ⅲ,首次构建完整证据链,证实了一种名为“胶球”的全新物质形态真实存在——这是人类第一次看到完全由“力”构成的粒子。

  一、15年追索:从捕捉候选粒子到锁定关键特征

  2011年初现端倪:研究团队在J/ψ粒子衰变产物中捕捉到一个新粒子,命名为X(2370),初步判断其质量、衰变性质与理论预言的胶球特征吻合。

  2024年关键突破:团队利用超过100亿个J/ψ粒子衰变事例,首次精确测定了X(2370)的自旋宇称量子数——自旋为0、宇称为负,与理论预言完全一致。

  2026年完成闭环:最新研究中,团队发现X(2370)多个全新衰变模式,并成功测定其“味单态”性质——这是胶球区别于所有普通粒子的核心标识。

  二、决定性证据:为什么“味单态”能锁定胶球身份

  普通粒子的“味道”标签:质子、中子等常规粒子内部含有不同种类的夸克(如上夸克、下夸克、奇异夸克等),物理学家用“味道”来标记夸克的类型。

  纯胶子构成的独特性:胶球几乎完全由胶子构成,不含任何夸克成分,因此没有“味道”信息,物理上称为“味单态”。

  身份铁证:科研人员表示,味单态是胶球最核心的特征,这一性质的测量补上了证据链的最后一块拼图,彻底排除了X(2370)是普通夸克态的可能性。

  三、大科学装置:北京正负电子对撞机的独特优势

  理想的生产环境:北京正负电子对撞机能够大量产生J/ψ粒子,这种粒子寿命极短、衰变过程恰好极有利于胶球产生,是寻找胶球的理想途径。

  “干净”的实验条件:相比欧洲大型强子对撞机等设备,北京正负电子对撞机能在更“干净”的环境中开展精细测量,减少其他粒子信号的干扰。

  百亿级数据支撑:装置升级后积累了超过100亿个J/ψ事例,为筛选极难捕捉的胶球信号提供了海量数据基础。