我国科学家确证新型粒子胶球存在解开近半个世纪谜题

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2026-08-07 08:29:04 中国科学院

我国科学家确证新型粒子胶球存在解开近半个世纪谜题！北京谱仪III探测器在中国科学院高能物理研究所的研究中扮演了重要角色。在粒子物理学领域，胶球的存在与否一直是一个困扰学术界近半个世纪的谜题。8月6日凌晨，在巴西举行的国际高能物理大会上，北京正负电子对撞机上的北京谱仪III实验国际合作组宣布，经过15年的研究，已建立证明胶球存在的完整证据链。

这一发现不仅为“量子色动力学”理论提供了决定性验证，也表明了一种全新物质形态——纯由“力”构成的物质的存在。原子核由质子和中子组成，而质子和中子又由夸克组成。夸克之间通过胶子传递强相互作用力，但与光子不同的是，胶子可以自我吸引，从而可能形成一种全新的粒子——胶球。

量子色动力学理论预测了胶球的存在，但长期以来实验上未能找到胶球。J/psi粒子衰变过程是寻找胶球的最佳途径之一。2011年，北京谱仪III实验国际合作组在J/psi粒子的衰变产物中发现了一个新粒子X(2370)，疑似为胶球。经过13年的努力，他们利用100亿个J/psi粒子测定了X(2370)的自旋和宇称量子数，其质量与格点量子色动力学的理论预言一致，这是确定其身份的关键一步。

最近，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领导的研究团队发现了多个X(2370)粒子的新衰变模式，并首次测出其“味单态”性质。胶球由纯胶子构成，不含“味道”信息，属于“味单态”。最新实验结果成功测定，X(2370)是“味单态”。

至此，北京谱仪III实验通过一系列研究，从质量、量子数到“味单态”建立了完整的实验证据链，证实X(2370)的主要成分正是胶球。这是近50年来胶球寻找获得的最明确的实验结果，展示了北京正负电子对撞机在研究强相互作用方面的独特优势。自2008年完成重大升级改造以来，北京谱仪III探测器已累计采集超过100亿J/psi事例，成为陶-粲能区的世界领导者。

此次胶球的发现认证是北京正负电子对撞机及北京谱仪持续积累、精密测量和国际合作的结果。北京谱仪III实验国际合作组由来自15个国家96个研究机构的约700名科学家组成，其实验聚焦于陶-粲能区的精密物理研究，在强子谱学、粲物理、陶物理和新物理寻找等领域取得了多项世界领先成果。我国科学家确证新型粒子胶球存在解开近半个世纪谜题！

(责任编辑：0882)

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