科学家可能发现了奥妙的“纯力粒子”

有了难以捉摸的胶球的证据，宇宙的结构变得更加奥妙了

• 半个多世纪以来，粒子物理学家已经从理论上证明了“胶球”的存在，一种完全由胶子构成的粒子。
• 虽然过去几十年已经产生了一些令人信服的研究候选者，但研究人员利用中国的北京正负电子对撞机II（BEPC-II）发现了另一种被称为X粒子（2370）的粒子，它与预期的胶球具有相同的质量。
• 如果科学家能够确认胶球的存在，无论是X（2370）还是其他粒子，这都将是一个非常好的迹象，表明粒子物理学的标准模型走上了正确的轨道。半个多世纪以来，粒子物理学家已经从理论上证明了“胶球”的存在，一种完全由胶子构成的粒子。

标准模型是目前最好的猜测。常被描述为“粒子物理学的周期表”，这个模型描述了支撑宇宙的亚原子世界的嵌套玩偶般的结构。原子由质子和中子组成，而质子和中子又由夸克组成，而夸克则由胶子（强核力（四种基本力之一）的载体）结合在一起。

在提供对亚原子物理学的理解的同时，标准模型也做出了预测，因为复杂的方程可以表明，某些粒子应该存在，即使它们从未被直接观察到。其中一个假设的粒子是永远难以捉摸的“胶球”。顾名思义，这个“球”实际上是一个完全由胶子组成的粒子。 然而，要找到这样的粒子，需要质子和反质子以难以置信的速度相互发射，并通过爆炸的余波进行分类。

在通过量子色动力学（QCD）强核力理论首次对胶球进行理论描述的50多年后，科学家们已经找到了几个令人信服的参考者，这是相当了不起的成就——但还没有确定地发现胶球。现在，科学家们与北京正负电子对撞机 II （BEPC-II）合作，发现了可能是最有说服力的候选者。科学家们通过筛选由100亿个样本组成的10年数据，找到了一个平均质量为2395 MeV/C2的候选粒子X（2370），这是一个胶球的预期质量。

起初，这似乎是一个奇怪的预言，毕竟胶子没有质量是出了名的。但事实证明，胶子结合在一起的能量给了胶球本身一些质量。（这是整个 E = mc2 的东西）。粒子X（2370）介子（由相等数量的夸克和反夸克组成的粒子）被称为J/ψ。但这一切几乎是瞬间发生的，所以科学家们利用高等数学逆向研究（例如点阵 QCD）来全面了解粒子碰撞的后果。

这并不是第一次发现胶球。例如，在 2015 年，奥地利维也纳技术大学的科学家们发表了一篇论文，强调了另一个引人注目的候选者，即被称为 f0 （ 1710 ）的介子。虽然这种粒子已知会衰变为奇夸克（一种基本粒子），但这项研究证实了胶球可以有类似的行为，但它是否是真正的胶球还没有得到确认。

最后，寻找胶球最重要的一点是它们的存在，无论是X（2370），f0（1710），还是其他粒子，都证实了标准模型和QCD理论背后的科学。毕竟，这些理论指出，强大的核力组成的粒子一定存在，我们发现的潜在研究候选人越多，我们的粒子物理模型就越有可能为我们指出正确的方向，并朝着发现我们存在的亚原子奥秘的方向发展。

科学家们的这项发现在发表于《物理评论快报》杂志上