科技观察窗
2026-08-10 17:53来自 科学看点

北京正负电子对撞机在发现胶球中起了什么作用?

  北京正负电子对撞机(BEPCII)上的北京谱仪Ⅲ(BESIII)国际合作组,经过15年持续研究,在2026年8月6日于巴西国际高能物理大会上正式宣布,首次完整证实了理论预言近半个世纪的“胶球”真实存在——这是一种完全由传递强相互作用的胶子构成、不含任何夸克的全新物质形态。

  一、核心硬件基础:独一无二的对撞机与探测器

  装置本身:北京正负电子对撞机(BEPCII)是中国首台大科学装置,1988年建成,2008年完成重大升级改造,采用双环交叉对撞方案,性能提升百倍,是国际领先的τ-粲能区研究平台。

  专属探测器:搭载在北京正负电子对撞机上的北京谱仪Ⅲ(BESIII)是一台大型通用高精度谱仪,长11米、宽6米、高9米,总重700多吨,由多国科学家合作建造与运行。

  关键优势:与欧洲大型强子对撞机(LHC)等设备相比,北京正负电子对撞机能够在“更干净”的实验环境中开展精细测量,有效减少其他粒子信号的干扰,这是成功锁定胶球的核心硬件保障。

  

  

  二、15年探索:从候选粒子到完整证据链

  发现候选粒子:2011年,团队在J/ψ粒子衰变数据中发现了一个新粒子,将其命名为X(2370),初步判定为胶球的候选体。

  锁定量子特征:2024年,依托累计超100亿个J/ψ粒子事例样本,团队精确测量出X(2370)的自旋和宇称量子数均为0,其质量(约2.37 GeV)与晶格量子色动力学对赝标量胶球的预测完全吻合。

  终极确认:在最新研究中,团队发现了X(2370)的多种新衰变模式,并首次成功测定其“味单态”性质——这是胶球区别于普通粒子的核心标识,证明该粒子不含任何夸克“味道”信息。至此,质量、量子态、味单态三重证据形成闭环,确证X(2370)的主要成分为胶球。

  三、重大科学地位与战略意义

  理论验证:直接验证了量子色动力学(QCD)关于“胶子能够自我结合形成新型物质”的核心理论预言,是近五十年来寻找胶球最明确的实验结果。

  认知突破:首次证实了纯粹由“力的传播子”(胶子)构成的物质形态,意味着相互作用力本身可以在脱离物质载体(夸克)的情况下凝聚出具有质量的粒子,极大拓展了人类对“物质”形态的认知边界。

  国际领先地位:该成果由来自15个国家约96个研究机构的约700名科学家共同完成,证实了北京正负电子对撞机在τ-粲能区强相互作用研究中的全球引领地位。

  2026年4月28日,BEPCII进一步完成核心性能跨越式升级,峰值对撞亮度提升至此前3倍以上,为后续研究开辟了新的实验窗口。