厉害了我的国,中国又一项重大突破!
【网易新闻】2026年8月6日,中国科学院高能物理研究所对外公布一项重要实验成果,依托北京正负电子对撞机运行的北京谱仪Ⅲ国际合作组,历经十五年持续实验分析,依靠完整实验证据链证实胶球粒子真实存在。这项结果回应了粒子物理学界持续近五十年的理论猜想,人类观测到一种纯粹由传递相互作用的粒子构成的物质形态。
想要看懂这项突破,可以从微观物质结构入手。
原子核内部包含质子与中子,质子和中子由夸克组成,维系夸克稳定结合依靠胶子传递强相互作用力。人们熟悉的光子同样承担力的传递工作,但光子之间不会发生相互作用,胶子具备明显区别,胶子彼此之间能够相互吸引纠缠。
上世纪七十年代,理论学者基于这一特性提出猜想,大量胶子自发聚集,或许可以形成不含任何夸克的独立粒子,也就是胶球。日常能够接触到的各类物质,全部建立在原子、夸克这类实体粒子之上,胶球代表一种截然不同的存在形式,由作用力本身凝聚而成。
理论推论早已成型,但实验验证长期陷入停滞。胶球本身稳定性很差,生成之后会快速衰变为其他粒子,留给仪器捕捉信号的窗口极短。过去数十年全球多个高能物理实验室持续开展探测工作,只收集到零散间接信号,无法形成闭环证据,胶球问题也长期成为量子色动力学理论等待验证的关键内容。
北京正负电子对撞机提供了独有的实验条件,这套装置可以批量生成J/ψ粒子,学术界普遍认定J/ψ粒子衰变通道更容易催生胶球,相当于搭建起可供观测的实验环境。2011年,研究团队在J/ψ粒子衰变产物中观测到全新粒子X(2370),初步判定它具备胶球候选特征,不过单凭观测信号不足以完成最终确认。此后十三年里,团队收集总量达到一百亿个J/ψ粒子的实验样本,在2024年精准测出X(2370)的自旋与宇称量子数,各项参数和理论对于胶球的计算结果相互吻合。
最后的关键证据来自粒子"味单态"属性。普通强子内部包含不同种类的夸克,自带对应的"味道"标识,胶球完全由胶子构成,不存在夸克相关特征。最新一轮实验成功测得X(2370)符合味单态特征,没有检出任何夸克组分。质量参数、量子特征、味单态特性三重线索相互支撑,串联起完整证据链条,完成对胶球存在的确认,也是近五十年全球搜寻胶球进程里清晰度最高的实验结论。
这项成果拥有两层重要价值。
理论层面,它直接验证量子色动力学的核心预判,证实胶子自相互作用能够形成独立束缚态,完善人类对强相互作用规则的认知。从基础物理发展来看,人类认知物质的边界再度拓展,不再局限于由实体粒子构成的物质体系。同时这项成果也印证大科学装置的长期投入具备回报,持续运行多年的北京正负电子对撞机,持续产出世界级基础物理成果,为国内高能物理领域积累实验、数据分析人才。
基础物理研究很难立刻转化为产业技术,但持续的前沿探索,会为未来物理应用领域储备理论基础,持续夯实基础科学领域的发展根基。
