中国科学院高能物理研究所的实验成果表明,北京正负电子对撞机上的北京谱仪III实验已获得强子谱学中胶球存在的实验证据链。这一发现为量子色动力学理论提供了重要佐证,暗示存在由纯力构成的全新物质形态。
胶球是描述强相互作用的物理学理论“量子色动力学”中的核心预言,作为唯一由力的传播子构成的粒子,其在实验中长期未被证实是科学界关注的焦点。北京正负电子对撞机因能够产生诺贝尔奖得主丁肇中发现的J/psi粒子,被认为是寻找胶球的理想平台之一。
研究团队通过一系列步骤积累了实验数据。最初,2011年,该实验在J/psi粒子的衰变产物中观察到一种新粒子X(2370),被初步推测为胶球。随后,2024年,利用超过100亿个J/psi粒子对该粒子进行了自旋和宇称量子数的精确测定,为确认其身份提供了关键数据。
紧接着,由南京大学金山教授和中国科学院高能所黄燕萍研究员牵头的新一轮研究发现,X(2370)粒子呈现出新的衰变模式,并确定了其特定的“味单态”特性。综合这些进展,北京谱仪III实验通过对质量、量子数及新发现的特性进行系统检验,最终确立了其主要成分正是物理学家长期寻找的胶球。
中国科学院高能所指出,这是近五十年来关于胶球探索中最清晰的实验结论。这项结果不仅验证了“胶子能够自发结合形成新型物质”这一重大理论推测,也凸显了北京正负电子对撞机在大规模研究强相互作用方面的独特能力。该实验汇集了来自15个国家96个研究机构的约700名科学家,专注于陶-粲能区的精密物理研究,在强子谱学等领域取得了世界领先的进展。
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