北京谱仪团队证实全新物质形态胶球存在

IT时代网8月10日消息，中科院高能物理研究所发布一项重磅科研成果：由我国科研人员牵头的北京谱仪Ⅲ国际合作组，历时15年完整验证了胶球的真实存在。这是一种与质子、中子完全不同的全新物质形态，也解开了物理学界悬置近50年的谜题。

先把背景铺一下。我们身边所有物质的原子核由质子、中子组成，而质子、中子内部还有更小的夸克。夸克之所以不会各自散开，靠的是胶子——它充当“胶水”，传递强作用力把夸克粘在一起。

胶子有个光子不具备的特性。光子只传递电磁力，彼此之间不会互相吸引；胶子则能互相绑定。上世纪70年代，粒子物理标准模型就推测过，大量胶子聚集捆绑可以形成独立粒子，也就是胶球。推测归推测，此后几十年，全世界的实验都没能拿出实锤。

整套研究依托北京正负电子对撞机搭载的北京谱仪Ⅲ设备推进。团队在2011年捕捉到新粒子X(2370)，当时就怀疑它是胶球。2024年，科研人员测算出这颗粒子的量子态参数，数值与理论中胶球的特征刚好吻合，拿到第一层关键证据。

本次的最新研究补上了决定性的那一环——团队测出X(2370)独有的味单态属性。这是区分胶球和普通粒子的核心标识：质子、中子这类常规粒子内部带有上夸克、下夸克、奇异夸克等不同种类的夸克，而胶球几乎全由胶子构成，不存在夸克的“味”属性。与此同时，研究人员还观测到X(2370)的多种全新衰变方式，证据链就此闭合。

两者的差别可以说得更直白些。质子、中子是“夸克加胶子”组合出来的粒子；胶球则是纯粹靠传递作用力的胶子抱团形成，相当于单纯由“力”构成的物质。在已知微观粒子里，这一类仅此一份。

研究人员表示，这是近五十年来寻找胶球最明确的实验结果，验证了胶子能够自我结合形成新型物质的理论预言，对检验粒子物理学标准模型具有重要意义。

15年这个数字值得多看两眼。从捕捉到疑似信号，到确认量子态参数，再到锁定味单态属性，中间隔着十几年的数据积累与反复排除。基础物理实验就是这个节奏，不存在一锤定音的瞬间，只有把其他可能性一层层排干净之后，剩下的那个结论才站得住。

注：本文中包含AI辅助创作的内容。