BESIII实验首次认证胶球的存在

北京时间8月6日，北京正负电子对撞机上的北京谱仪III实验（BESIII）国际合作组在巴西举行的国际高能物理大会上，以特别大会报告的形式宣布：经过15年的持续研究，BESIII实验建立了证明胶球存在的完整证据链，解开了困扰学术界近半个世纪的胶球存在之谜。该发现不仅为“量子色动力学”理论提供了决定性验证，也表明一类全新物质形态——纯由“力”构成的物质的存在。

Beijing Spectrometer III (BESIII) : 北京谱仪III (BESIII)探测器

图片来源：中国科学院高能物理研究所

自然界中，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。粒子物理学标准模型认为，胶子之间可以相互吸引而形成一种全新的粒子——胶球。但此前，这种粒子从未被实验发现。

北京正负电子对撞机能够大量产生J/ψ粒子，这种粒子的衰变过程被公认为寻找胶球的最佳途径之一。2011年，BESIII国际合作组在J/ψ粒子衰变产物中发现了一个新粒子X(2370)。当时，它就被怀疑可能是人们寻找已久的胶球。经过13年的努力，2024年，研究团队测得X(2370)的量子态性质与胶球特性一致，为确证胶球存在提供关键证据。

在最新研究中，研究团队发现了多个X(2370)粒子新衰变模式，并且成功测定X(2370)的“味单态”性质，这一性质是胶球区别于其他普通粒子最重要的特性。

至此，BESIII实验通过历时15年的一系列研究，建立了从质量、量子数到“味单态”的完整实验证据链，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。

这是近五十年来，胶球寻找最明确的实验结果，不仅清晰验证了“胶子能够自我结合形成新型物质”这一重大理论预言，也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。北京正负电子对撞机自2008年完成重大升级改造以来，BESIII探测器已累计采集超过100亿J/psi事例，成为陶-粲能区无可争议的世界领导者。此次发现正是持续积累、精密测量、国际合作三位一体的典范。

综合来源：新华社、中国科学院高能物理研究所、科技日报等

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