2026年8月6日,南京大学金山教授代表北京谱仪Ⅲ(BESIII)国际合作组,在巴西国际高能物理大会上宣布了一项里程碑式成果:历经15年研究,团队首次证实了胶球的存在,解开了困扰物理学界近半个世纪的谜题。
一、胶球:真正意义上的“纯力”物质
物质构成:胶球是一种完全不含夸克、纯粹由胶子构成的粒子。在标准模型中,夸克组成质子、中子,而胶子传递强相互作用力,如同“胶水”将夸克束缚在一起。
核心特性:与光子不同,胶子自身携带色荷,可以互相吸引、抱团聚合,进而形成独立的束缚态粒子——胶球,这是理论预言中唯一一种由“力的传播子”构成的物质形态。
颠覆认知:普通物质由“实体粒子+作用力”构成,而胶球打破了“物质与力”的二元界限,证明纯粹的“力”可以凝结为实体物质,刷新了人类对物质底层构成的认知边界。
二、15年取证:从X(2370)到“味单态”证据链
发现候选体:2011年,BESIII合作组在J/ψ粒子衰变产物中首次发现新粒子X(2370),其产生方式和质量与理论预言的胶球高度吻合,被列为重点候选体。
锁定量子数:2024年,团队利用100亿个J/ψ粒子样本,精确测定了X(2370)的自旋和宇称量子数,结果与格点量子色动力学对赝标量胶球的理论预言完全一致。
身份实锤:近期,团队发现了X(2370)多个新衰变模式,并首次测定其“味单态”性质——这是胶球最重要的“身份证”,证明该粒子内部不含任何夸克的“味道”信息,从而确认其主要成分正是胶球。
三、重大意义:补齐强相互作用理论拼图
验证理论:胶球的证实为量子色动力学(QCD)提供了决定性的实验验证,是继希格斯玻色子发现之后,粒子物理领域最重要的里程碑成果之一。
硬件支撑:这一成果依托北京正负电子对撞机及其上的BESIII探测器,该装置在陶-粲能区具备全球领先的数据采集能力,为本次发现提供了关键支撑。
国际合作:该成果由来自15个国家、约700名科学家组成的国际合作组共同完成,中国科学团队在其中发挥了核心主导作用。