北京正負電子對撞機證「膠球」存在 解物理謎題
【大公報訊】記者劉凝哲北京報道：北京時間8月6日，北京正負電子對撞機上的北京譜儀Ⅲ實驗（BESⅢ）國際合作組在巴西舉行的國際高能物理大會上宣布：經過15年的持續研究，BESⅢ實驗建立了證明膠球存在的完整證據鏈，解開了困擾學術界近半個世紀的「膠球存在之謎」。
原子核由質子和中子組成，質子和中子又由夸克組成。夸克之間靠膠子傳遞強相互作用力，就像光子傳遞電磁相互作用力一樣。但膠子的特別之處在於，光子不會自己吸引自己，而膠子卻會。因此，膠子之間有可能相互吸引，形成一種全新的粒子──膠球。在描述強相互作用的物理學理論「量子色動力學」裏，膠球是個極其重要的預言，因為它是唯一一種由「力的傳播子」構成的粒子。然而，半個世紀以來，實驗上一直未能找到膠球。
北京正負電子對撞機能夠大量產生J/psi粒子，理論上J/psi的衰變過程非常有利於膠球的產生，而膠球的實驗尋找也是北京正負電子對撞機幾十年來的首要物理目標之一。2011年，BESⅢ合作組在J/psi的衰變產物中發現了一個新粒子X（2370），疑似為膠球。他們於2024年首次利用100億個J/psi粒子測定了X（2370）的自旋和宇稱量子數，其質量與格點量子色動力學對相同量子數膠球的理論預言完全一致。
最近，由南京大學金山教授和中國科學院高能物理研究所黃燕萍研究員共同領導的團隊發現了多個X（2370）粒子新衰變模式，並且首次測出了它的又一項關鍵「身份特徵」─「味單態」性質，這是膠球的最重要特性。至此，BESⅢ實驗通過歷時15年的一系列研究，建立了從質量、量子數到「味單態」的完整實驗證據鏈，證實X（2370）的主要成分正是物理學家找了近半個世紀的膠球。
