网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

物理学家终于发现胶球了?新证据指向"是"

0
分享至


北京谱仪三期(BES III)实验的物理学家发现了令人信服的新证据,证明所谓"胶球"的存在。胶球是一种由纯胶子构成的神秘复合粒子,早已被量子理论所预言。相关研究结果上月以预印本形式发布于arXiv,并于上周在国际高能物理大会(ICHEP)上正式报告。

我们周围所有可见物质,都由夸克通过胶子(强核力的传递粒子)结合而成,形成质子和中子,构成每个原子的核心。2012年发现的希格斯玻色子曾被广泛视为粒子物理标准模型最后一块缺失的拼图。然而,许多问题仍悬而未决,其中包括胶球究竟是否存在。如果标准模型正确,胶球就应该存在——它是量子色动力学(即强核力理论)的直接预言,甚至应该存在多种类型的胶球。

正如科学作家马修·弗朗西斯2015年所指出的:胶球与希格斯玻色子一样,都是物质获得质量的重要原因之一。希格斯玻色子是遍布宇宙的"希格斯场"的体现,夸克、电子等基本粒子通过与该场的相互作用获得质量。与此不同的是,质子和中子的大部分质量并非来自夸克本身,而是来自将夸克束缚在一起的"胶"。胶子正是这种"胶"的来源。尽管胶子本身没有质量,但将质子内部一切物质束缚在一起所涉及的能量极为巨大,根据质能方程E=mc?,大量能量以质量的形式体现出来。没有胶子,质子根本不会存在。而胶子还有另一个特性:它们不仅与夸克相互作用,彼此之间也会相互吸引。这意味着理论上存在一种完全由胶子构成、不含任何夸克的粒子——这就是胶球。

在纷繁复杂的亚原子粒子世界中,与胶球搜寻最为相关的是1974年发现的J/ψ粒子——一种由一个粲夸克和一个粲反夸克构成的介子。当J/ψ粒子衰变时,会产生大量胶子和被称为强子的复合粒子,因此物理学家长期以来认为,这是寻找胶球信号的最佳实验环境。根据天体物理学家伊森·西格尔的说法,一个粒子要被视为胶球候选体,必须具备零自旋、无电荷、奇宇称等特性。

BES III实验是一台专门设计用于研究J/ψ粒子以寻找胶球特征的正负电子对撞机。升级后的对撞机于2008年开始采集数据,一年内便记录了超过2.26亿个事件。目前最有希望成为最轻胶球态的候选粒子是2011年在BES III上发现的X(2370)粒子,其质量最初测量为2.370 GeV/C?,略低于晶格量子色动力学理论预测的2.395 GeV/C?。

到2024年,记录的事件数量已超过100亿个J/ψ粒子。如此庞大的数据量使得实验在统计上更有可能捕捉到罕见事件和奇异态,如XYZ介子和四夸克态,以及大量的X(2370)粒子,从而能够以前所未有的精度测量其性质。

BES III物理学家最终得到的质量预测值为2.395 GeV/C?,与胶球的理论预测高度吻合。其自旋和宇称也与量子色动力学的预测相符。尽管如此,这仍不足以明确宣布首个胶球的发现——但这已是迄今为止关于胶球存在最有力的实验证据,而这一次的最新结果更进一步。

最新研究对X(2370)的多个此前未曾报道的衰变模式进行了分析,结果表明X(2370)是一种"味单态"粒子,即它不与上、下、奇等任何特定夸克味相关联。这一关键实验线索有力支持了该粒子主要由胶子构成的判断(合作团队估计其成分约90%为胶子)。这意味着X(2370)符合胶球的三项主要预测特性,BES III团队认为这已构成完整的证据链。

卡内基梅隆大学粒子物理学家科林·莫宁斯塔(未参与该研究)对《科学》杂志表示:"这是一项实验上的重大胜利,是迄今为止胶球主导成分粒子存在于自然界中最有力的证据。"下一步,其他研究团队需要独立验证这一结果——或许可以在中国拟建的超级τ-粲装置(STCF),或在美国布鲁克海文国家实验室正在建造的电子-离子对撞机上进行验证。目前,BES III是唯一专门用于搜寻胶子的装置,因此独立确认可能还需要一段时间。

Q&A

Q1:胶球是什么?为什么物理学家要寻找它?

A:胶球是一种完全由胶子构成、不含任何夸克的复合粒子。胶子是强核力的传递粒子,它们之间可以相互吸引,理论上能形成胶球。胶球的存在是量子色动力学(强核力理论)的直接预言,也是粒子物理标准模型的重要组成部分,因此物理学家长期致力于寻找它存在的实验证据。

Q2:X(2370)粒子为什么被认为是胶球的有力候选?

A:X(2370)粒子符合胶球的三项主要预测特性:零自旋、无电荷、奇宇称。最新研究还发现它是"味单态"粒子,与任何特定夸克味无关,且其成分约90%为胶子。此外,实验测量的质量值2.395 GeV/C?与晶格量子色动力学理论预测完全吻合,BES III团队认为这已构成完整的胶球证据链。

Q3:BES III实验是什么?它是如何寻找胶球的?

A:BES III(北京谱仪三期)是一台位于中国的正负电子对撞机,专门设计用于研究J/ψ粒子。J/ψ粒子衰变时会产生大量胶子,是寻找胶球信号的理想环境。该实验自2008年升级后开始采集数据,到2024年已记录超过100亿个J/ψ粒子事件,庞大的数据量使得对罕见粒子态的精确测量成为可能。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
深夜8大消息集中落地!10月8日节后开盘,A股或将迎来方向选择

深夜8大消息集中落地!10月8日节后开盘,A股或将迎来方向选择

慧眼看世界哈哈
2026-10-04 13:33:13
真是没想到!中国男足时隔28年再夺亚运铜牌仅1小时,U23阵容大换血:8名功臣集体"被退役",真相让人沉默,2028奥运迎大考

真是没想到!中国男足时隔28年再夺亚运铜牌仅1小时,U23阵容大换血:8名功臣集体"被退役",真相让人沉默,2028奥运迎大考

锐评利物浦
2026-10-04 09:33:20
全球没有军队的20个国家?为何不设立军队?谁为他们提供保护?

全球没有军队的20个国家?为何不设立军队?谁为他们提供保护?

七号说三国
2026-09-27 18:32:28
为什么说星链威胁论在中国航天面前站不住脚

为什么说星链威胁论在中国航天面前站不住脚

小眼睛小世界
2026-10-04 04:26:56
51岁林志玲杂志封面近照引热议,网友:变化太大,差点不敢认

51岁林志玲杂志封面近照引热议,网友:变化太大,差点不敢认

韩小娱
2026-10-02 09:38:44
1976年毛主席逝世后,远在加拿大的张国焘,面对记者说了10个字

1976年毛主席逝世后,远在加拿大的张国焘,面对记者说了10个字

野蛮不失女人心
2024-10-06 08:55:33
标准版跌31%,Pro Max大涨79%,荣耀Magic9首销到底发生了什么

标准版跌31%,Pro Max大涨79%,荣耀Magic9首销到底发生了什么

辉哥说动漫
2026-10-04 14:19:08
71岁周润发、75岁谭咏麟、60岁刘嘉玲、53岁郑秀文:他们用跑步告诉所有人,年龄真的只是数字

71岁周润发、75岁谭咏麟、60岁刘嘉玲、53岁郑秀文:他们用跑步告诉所有人,年龄真的只是数字

小方说跑步
2026-08-13 09:20:03
米克尔:当年签约曼联是个愚蠢的错误,耽误了一两年职业生涯

米克尔:当年签约曼联是个愚蠢的错误,耽误了一两年职业生涯

懂球帝
2026-10-05 00:33:20
尼克斯解体成必然?继唐斯后,又有首发施压,老板有钱不想花太抠

尼克斯解体成必然?继唐斯后,又有首发施压,老板有钱不想花太抠

你的篮球频道
2026-10-04 10:48:41
军事上不如彭德怀,政治上不及周恩来,他凭什么成了国家核心领导

军事上不如彭德怀,政治上不及周恩来,他凭什么成了国家核心领导

温读史
2024-11-26 14:03:59
社区免费体检没人去?真相不是老人糊涂,是怕得明明白白

社区免费体检没人去?真相不是老人糊涂,是怕得明明白白

偷喝一口奶
2026-08-31 08:26:56
征兵办快坐不住了?14亿人,怎么就招不着几个不戴眼镜的兵呢?

征兵办快坐不住了?14亿人,怎么就招不着几个不戴眼镜的兵呢?

铜臭的历史味
2026-07-29 18:02:51
江西一男生无法拿出60万彩礼主动提出分手,倾尽积蓄转了三万多补偿五年感情,女生却嫌弃数额太少不断指责

江西一男生无法拿出60万彩礼主动提出分手,倾尽积蓄转了三万多补偿五年感情,女生却嫌弃数额太少不断指责

捣蛋窝
2026-09-23 07:00:50
“爬珠峰的人都堵了”上热搜 登山者:珠峰“堵人”并不罕见 但不会发生在国庆假期

“爬珠峰的人都堵了”上热搜 登山者:珠峰“堵人”并不罕见 但不会发生在国庆假期

红星新闻
2026-10-04 14:15:19
俄前总理:西方太怕普京,托卡耶夫却说:俄总统不是普京才最可怕

俄前总理:西方太怕普京,托卡耶夫却说:俄总统不是普京才最可怕

执笔写思念
2026-10-05 01:09:43
别让“诺奖预测”带偏了:薛其坤的分量,从来不在一张奖状上

别让“诺奖预测”带偏了:薛其坤的分量,从来不在一张奖状上

林子说事
2026-10-04 14:36:32
你应该滚回中国去!别用亚洲人的脏习惯喂我的孩子!

你应该滚回中国去!别用亚洲人的脏习惯喂我的孩子!

网络易不易
2026-10-03 06:10:17
TVB港姐离婚7年罕谈大40岁前夫,仍像家人相处,婚姻仅维持八个月

TVB港姐离婚7年罕谈大40岁前夫,仍像家人相处,婚姻仅维持八个月

落雪听梅a
2026-10-02 19:41:07
中考上岸重高后,回头看才发现,那些考不上高中的孩子,不是智商不行,而是踩中了这五个坑!

中考上岸重高后,回头看才发现,那些考不上高中的孩子,不是智商不行,而是踩中了这五个坑!

好爸育儿
2026-10-03 14:15:35
2026-10-05 02:32:49
至顶科技 incentive-icons
至顶科技
科技产业媒体与 AI 产业服务机构
22301文章数 49736关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果确认:iPhone 18 Pro Max有问题

头条要闻

30多岁中国夫妇在澳洲遇惨烈车祸丧生 肇事司机仅17岁

头条要闻

30多岁中国夫妇在澳洲遇惨烈车祸丧生 肇事司机仅17岁

体育要闻

32胜0负!德约2-1逆转头号种子兹维列夫 第7次晋级中网四强

娱乐要闻

高晓松悄悄复出:官媒没给他留体面

财经要闻

OpenAI前安全部门员工:公司文化已崩坏

汽车要闻

方程豹9月热销破4万 首款皮卡鲨鱼将于四季度上市

态度原创

游戏
健康
教育
时尚
艺术

《战争机器》新作恐怖感拉满!怪物直扑玩家脸

刷酸祛痘,为什么有人翻车?

教育要闻

剑桥发布中国高校三档认可清单,最高con到95分!

谭卓&胡一天,邀你一起“网”下面基

艺术要闻

震惊!吴冠中为何把自己的画展叫“叛徒画展”?真相远比你想的扎心!

无障碍浏览 进入关怀版