财π新闻 2026年8月6日，北京谱仪III实验国际合作组正式对外公布一项历经15年持续攻关取得的重大科研成果，团队通过搭建起覆盖质量、量子数到味单态属性的完整实验证据链，最终证实2011年在J/psi粒子衰变产物中发现的新粒子X(2370)，正是粒子物理学界寻找了近半个世纪的胶球。这一成果直接验证了量子色动力学理论的核心预言，即胶子能够通过自相互作用彼此结合形成全新的物质形态，同时将人类对物质形态的认知边界拓展到了此前从未触及的全新领域，也让人类对质量起源的相关研究获得了全新的实验支撑。

胶球是粒子物理学框架下量子色动力学理论预言的一类全新物质形态，它是目前已知的唯一一种完全由传递强相互作用力的胶子构成、不包含任何夸克和电子的粒子，具备独特的味单态性质，其自身的质量完全来源于强相互作用本身，完全区别于人类此前认知中所有由常规夸克组合构成的粒子。在粒子物理学的标准模型体系中，原子核由质子和中子组成，质子和中子的内部还存在更基础的组成单元夸克，夸克之间正是依靠胶子传递强相互作用力，才能够被紧密束缚在一起，构成稳定的强子结构，进而组合成原子核乃至我们日常接触到的各类普通物质。和传递电磁相互作用力的光子不同，光子之间不会发生直接的相互吸引作用，但胶子却具备特殊的自相互作用属性，胶子之间可以彼此吸引、相互纠缠，完全不需要依托夸克的存在，就能够聚集在一起形成独立的稳定粒子，这正是量子色动力学理论中胶球存在的核心逻辑基础。

作为描述强相互作用的核心基础理论，量子色动力学早在半个世纪前就明确给出了胶球存在的相关预言，将其定义为唯一一种完全由传递力的媒介粒子构成的粒子，这一预言的验证与否，直接关系到整个强相互作用理论体系的完备性，是粒子物理领域悬而未决长达数十年的重大科学问题。但在过去近五十年的时间里，全球各地的科研团队始终没能通过实验手段找到胶球存在的直接证据，胶球的踪迹一直隐藏在海量的粒子碰撞数据之中，成为困扰整个高能物理学术界的一大谜题。而北京正负电子对撞机凭借自身的装置特性，能够大量产生丁肇中先生发现的J/psi粒子，这种粒子在产生之后会在极短时间内衰变为其他更轻的粒子，其衰变过程被全球高能物理学界公认为是寻找胶球的最佳途径之一，胶球的实验寻找也因此成为北京正负电子对撞机运行几十年来的首要物理目标之一。

整个胶球的确认过程跨越了15年的时间，每一步关键进展都建立在海量实验数据的精密分析之上。2011年，北京谱仪III国际合作组的科研人员在对J/psi粒子的衰变产物进行系统筛查时，观测到了一个此前从未被记录过的全新粒子信号，科研人员根据其对应的质量数值将其命名为X(2370)，其中X代表该粒子的属性尚未明确，2370则是以兆电子伏为单位标注的粒子质量，当时这一新粒子的诸多特性就已经和胶球的理论特征高度吻合，被初步判定为疑似胶球候选体。但粒子物理领域对于新粒子的确认有着极其严格的标准，只有统计显著性达到5σ的信号才能被正式认定为新粒子，避免将统计涨落形成的假象误判为真实存在的粒子，因此科研团队并没有在发现信号后立刻给出结论，而是开启了长达十余年的持续深入研究。

2024年，在积累了足够多的实验数据之后，研究团队依托北京谱仪III探测器自2008年完成重大升级改造以来累计采集的超过100亿个J/psi粒子事例样本，对X(2370)粒子的自旋和宇称量子数开展了前所未有的高精度测定工作，最终得到的测量结果和量子色动力学理论中对相同量子数胶球的预言完全一致，其质量数值也和格点量子色动力学的理论计算结果实现了精准匹配，这一进展为后续确认X(2370)的真实身份迈出了至关重要的关键一步，让整个研究的方向变得更加清晰明确。

在这之后，由南京大学金山教授和中国科学院高能物理研究所黄燕萍研究员共同领导的研究团队，又在原有研究基础上取得了决定性的突破。科研人员通过对海量的粒子衰变数据进行逐一梳理和反复核验，成功发现了X(2370)粒子的多个此前从未被观测到的新衰变模式，通过对不同衰变道的产额比例开展精确测量，首次测定出X(2370)粒子具备味单态性质。而味单态正是胶球区别于所有普通粒子的最重要核心特征，质子、中子等人类熟知的普通粒子，内部都包含上夸克、下夸克、奇异夸克等不同“味道”的夸克组分，而胶球完全由纯胶子构成，不包含任何不同“味道”的夸克，自然也就不存在对应的“味道”信息，因此天然属于味单态粒子。这一关键属性的成功测定，直接从根本上排除了所有用普通夸克组合构成的常规粒子来解释X(2370)属性的可能性，相当于在指纹匹配的基础上又完成了全基因组级别的身份核验，彻底确认该粒子不属于任何已知的夸克家族，就是一团纯粹由胶子通过强相互作用结合而成的独立粒子。

至此，北京谱仪III实验通过15年的持续研究，一步步搭建起了从质量参数匹配、量子数精确测定到味单态属性确认的完整、闭环的实验证据链，所有环节的实验结果都和胶球的理论预言完全吻合，没有留下任何逻辑漏洞，最终正式证实X(2370)的主要成分正是物理学家寻找了近半个世纪的胶球。相关成果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向全球高能物理学界公布，这也是近五十年来全球范围内胶球寻找工作中得到的最明确的实验结果。

北京谱仪III是运行在北京正负电子对撞机上的大型粒子物理探测器，其国际合作组汇聚了来自全球16个国家、90多个研究机构的约700名科学家，是国际高能物理领域规模庞大的国际合作研究平台，长期聚焦陶-粲能区的精密物理研究，在强子谱学、粲物理、陶物理和新物理寻找等多个领域都取得了一系列处于世界领先水平的科研成果。北京正负电子对撞机自2008年完成重大升级改造之后，BESIII探测器就始终保持着稳定高效的运行状态，累计采集的超过100亿个J/psi事例，让我国在陶-粲能区的实验研究领域成为无可争议的世界领导者，此次胶球的发现，正是大科学装置长期稳定运行、科研团队持续开展精密测量、全球科研人员深度国际协作三者共同作用的典范成果。

这一重大成果的取得，不仅清晰验证了胶子能够自我结合形成新型物质的重大理论预言，为量子色动力学这一描述强相互作用的核心理论提供了决定性的实验验证，填补了粒子物理标准模型中长期缺失的一块关键拼图，同时也向全世界展示了北京正负电子对撞机在强相互作用研究领域不可替代的独特优势，更从根本上刷新了人类对物质形态的固有认知。在此之前，人类普遍认知中的所有物质形态，都由作为费米子的夸克、电子等基本粒子组合构成，而胶球的发现则首次用确凿的实验证据证明，纯粹的相互作用本身，也能够形成稳定存在的全新物质形态，宇宙中物质的存在形式远比此前人类想象的更加丰富多样，直接拓展了人类对物质形态和质量起源的认知边界，为后续探索更多奇异粒子的奥秘打开了全新的研究窗口。

(编辑：曲昂)