科技速览台
2026-08-07 13:49来自 科学看点

中国科研团队发现的新粒子到底是什么?

  我国科学家领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,历经15年持续攻关,首次用完整证据链证实了一种名为“胶球”的全新物质形态真实存在,解开了困扰物理学界近半个世纪的谜题。

  一、新粒子的真身:什么是胶球

  物质的最小单元:我们已知的原子核由质子和中子构成,质子和中子内部则是更基本的“夸克”。夸克之间通过一种叫做“胶子”的基本粒子传递强相互作用力,就像磁铁之间的磁力一样。

  胶子的独特之处:与传递电磁力的“光子”不会自己吸引自己不同,胶子本身会相互吸引、彼此纠缠。因此,理论上胶子可以脱离夸克,纯粹靠自我结合形成一个独立的新粒子,这就是“胶球”——它是由纯作用力构成的物质,内部不含有任何夸克成分。

  区别于普通粒子:普通粒子(如质子、中子)内部含有不同“味道”的夸克(如上夸克、下夸克),携带“味”信息;而胶球由纯胶子构成,不含任何“味道”信息,属于“味单态”,这是它最关键的物理特性。

  

  二、十五年锁定的关键目标:粒子X(2370)

  发现候选粒子:2011年,研究团队依托北京正负电子对撞机上的北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)实验装置,在J/ψ粒子的衰变产物中发现了一个新的共振信号,命名为X(2370),当时就怀疑它可能是胶球的候选者。

  收集关键证据:2024年,团队利用超过100亿个J/ψ粒子样本,精确测定了X(2370)的自旋和宇称量子数,结果与理论预言的胶球特性完全一致,迈出了确认其身份的关键一步。

  完成证据闭环:在2026年的最新研究中,团队取得了决定性突破。他们发现了X(2370)的多个新衰变模式,并首次成功测定了它具有胶球独有的“味单态”性质。至此,从质量、量子数到“味单态”的完整实验证据链全部闭合,正式证实X(2370)的主要成分就是胶球。

  三、重大科学意义:改写教科书的基础物理突破

  验证核心理论:这一发现直接验证了粒子物理标准模型中的重要预言——量子色动力学认为胶子能够自我结合形成新型物质。这是近50年来全球寻找胶球最明确的实验结果。

  拓展认知边界:胶球是首次被实验证明的,纯粹由“作用力”本身构成的全新物质形态,它不依附于任何物质实体(如夸克)就能独立存在,极大地拓展了人类对微观世界物质形态的认知边界。

  彰显大国重器实力:该成果彰显了我国自主建设并运行的北京正负电子对撞机及北京谱仪Ⅲ探测器,在陶-粲能区精密物理研究领域已居于世界领先地位,是长期数据积累与跨国科研协作的标志性成果。