近日,依托北京正负电子对撞机这一国之大科学装置,北京谱仪Ⅲ国际合作组正式公布重磅科研成果。科研团队历经十五年持续实验,构建完整证据链,首次证实胶球真实存在,确认这是一类前所未见的全新物质形态,解开了困扰全球物理学界近半个世纪的重大谜题。
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我们日常所见万物,由原子、夸克等物质粒子构成。夸克依靠胶子传递强相互作用力,如同胶水一般束缚形成质子、中子。理论物理学家早在上世纪70年代预言,胶子拥有自我相互作用的特殊性质,能够脱离夸克独立聚集抱团,形成纯粹由“力的传播粒子”组成的胶球。简单来说,这是一种不靠实体物质粒子、单纯由作用力构成的物质,彻底突破大众对于物质形态的传统认知。
半个世纪以来,全球多个顶尖实验室持续搜寻胶球踪迹,却始终无法获取确凿实验证据。想要捕捉转瞬即逝的胶球,需要稳定、高强度的正负电子对撞环境,产生海量样本用于观测分析。北京正负电子对撞机与北京谱仪Ⅲ恰好具备独特优势,能够大批量生成J/ψ粒子,这类粒子衰变过程极容易催生胶球。科研团队累计分析百亿级实验数据,精确测定新粒子的量子参数,最终锁定胶球信号。
这项发现不只是一次粒子探测突破,更具备深远理论价值。描述微观强相互作用的量子色动力学,是粒子物理核心理论,胶球的实验证实,为这套基础理论提供关键支撑,补齐理论最重要的一块实验拼图,重塑人类对微观世界物质构成的理解边界。
值得关注的是,该项目汇聚全球15个国家、近700名科研人员联合攻关,中国大科学装置成为全球高能物理研究核心平台。长久以来,高端前沿物理实验装置长期被西方国家主导,如今我国自主建造的大科学基础设施产出世界级标志性成果,标志着国内基础物理研究硬件水平迈入全球第一梯队。
基础科学研究难以快速转化产品,却是所有科技创新的源头。微观物质规律的探索,长远将推动高能物理、新材料、量子科技领域持续迭代。胶球的发现只是起点,未来围绕胶球性质开展持续研究,有望打开全新的物理研究方向。
大国重器,托举基础科学突破。从北京正负电子对撞机、强流重离子加速器到稳态强磁场装置,我国持续布局大科学装置集群。此次全新物质形态被成功发现,印证布局重大科技基础设施的战略远见。持续深耕基础研究,不断探索宇宙与微观世界未知领域,中国科研力量将持续为人类拓展科学认知边界贡献力量。
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