网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

中国科学家详解:困扰物理学界50年的“胶球”之谜

0
分享至

8月初,在巴西纳塔尔举办的第43届国际高能物理大会上,中国科学家宣布“证实胶球存在”。这一成果解开了困扰学术界近半个世纪的谜题,并为“量子色动力学”理论提供了决定性验证,也表明纯由“力”构成的物质可以存在——换言之,力可以直接构成物质。

该成果由南京大学教授金山和中国科学院高能物理研究所(以下简称高能所)研究员黄燕萍共同领导的团队,依托北京正负电子对撞机北京谱仪Ⅲ(BESⅢ)探测器,历时15年完成。

消息一出,引发科技界热议。对于该成果的诞生细节和下一步研究规划,《中国科学报》采访了多位参与和了解研究过程的科学家。

成果公开前,国内理论专家联合讨论过5次

《中国科学报》:目前,你们收到了哪些同行评价?

金山:针对该成果,《科学》邀请了两位国际同行进行点评。其中一位评价称,这是“纪念碑级的成就”,另一位则用了“在所有方框中打钩”的说法,意思是我们已满足了证明胶球存在的所有条件。《自然》也邀请了两位国际同行进行点评,认为我们的结果是“令人信服的”。

其实,在成果公布之前,我们还曾组织国内理论专家联合讨论了5次。目前,该成果已在预印本平台上公布,相关论文也已投至科技期刊,正处于同行评审阶段。

《中国科学报》:国内理论专家都讨论了哪些问题?他们来自哪些机构?

中国科学院院士、北京大学物理学院教授赵光达:我们开了5次实验专家和理论专家的小型内部讨论会,目的是挑毛病,检查实验中是否存在问题。我本人一直保持谨慎态度,要防止出错,必须每一步都真正落实。截至目前,我没有发现这项成果有任何疑点。现在,我认为实验所有过程都说明胶球是X(2370)的主要成分。

高能所所长曹俊:参与讨论的理论物理学家都是国内做强子物理和胶球理论的专家,来自高能所、北京大学、中国科学院理论物理研究所、中国科学院大学、兰州大学等多家机构。

《中国科学报》:这项成果有怎样的科学意义?

赵光达:量子色动力学是描述强相互作用的基本理论,它预言了胶子之间存在自相互作用,胶子可以形成束缚态,即胶球。这与量子电动力学完全不同——光子不可能形成自相互作用的束缚态。胶球的性质必须得到实验验证,才能证明量子色动力学确实是一个正确完备的基本理论。

高能所研究员黄涛:量子色动力学建立至今已有50年,胶球是该学科最重要的预言之一。但物理学界此前一直没有找到胶球,而现在我们找到了,这就是该成果的重要性。它为量子色动力学基本理论的正确性又提供了一个证据。

历经五代人、两代加速器、三代探测器

《中国科学报》:这项成果是如何一步步完成的?

黄燕萍:2006年我进入高能所时,BESⅢ尚在升级,我的导师、时任高能所研究员金山便确立了寻找胶球的目标。我们花了三四年搭建分析框架。2009年我们得到J/ψ粒子的数据后,便连轴转地“跑”数据,很快在质量谱上不仅确认了X(1835),还发现了X(2120)和X(2370)两个新粒子。

然而,真正的硬仗从2011年才开始。其中,测定X(2370)的量子数就耗时13年。由于本底高达50%,我们屡屡受挫,最终靠提出全新、几乎无本底的衰变道,并将四维分析简化为三维,才在2024年成功测出X(2370)的自旋和宇称。随后两年,我们带领南京大学和高能所联合研究团队,每晚雷打不动地开会讨论,终于补全了胶球存在的完整证据链。

金山:从2009年第一次在数据里看到X(2370)的信号,到最后证明它真的是胶球,我们花了15年。整个BESⅢ合作组有近700人,在数据分析过程中存在各种讨论、质疑和挑战,这对文章打磨起了重要作用。

中国科学院院士、高能所研究员王贻芳:寻找胶球这件事,经历了五代人。从中国科学院院士、高能所研究员朱洪元算起,其学生黄涛算第二代,黄涛的学生金山算第三代,黄燕萍算第四代,还有一些年轻人算第五代,最终才把这件事做成。设备上,我们经历了北京正负电子对撞机(BEPC)、升级后的北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)两代加速器和北京谱仪Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ前后三代探测器。

完成这件事花了近40年,非常不容易。这期间,不少科研人员做了一半不做了,也有很多人觉得太难不愿意做。一件事能够坚持做近40年,是从事基础科学研究的正确态度。

下一步将升级对撞机,寻找新胶球

《中国科学报》:这次成果对基础研究有怎样的启示?

王贻芳:这次成果对基础研究的启示是,对卓越的基础研究应该实行稳定支持,让大家能够心无旁骛地把最重要的工作做出来,避免追求短平快。

对于做基础研究的人来说,“卓越”和“领先”在学科内部比较容易得到共识。但外界很难理解学科内部自我认可的逻辑。过去40年里,BEPC也经历过非常艰难的时刻,被质疑“是不是该关了”。好在我们得到了绝大多数人的支持。我们的研究人员数量只有欧洲核子中心大型强子对撞机的1/4,但产出的研究成果是他们的一半,人均科研成果产出则是他们的两倍以上。

黄涛:从这项成果可以看出人才的积累和投资的重要性。国家当年投资2.4亿建设BEPC,后来又投入6.4亿升级。没有BEPCⅡ和BESⅢ,就做不出这一成果。经过这么多年我们还能继续做,这在整个高能物理历史上没有第二个。

《中国科学报》:下一步,你们将继续研究些什么?

高能所研究员、BESⅢ实验发言人李海波:找到胶球只是第一步,接下来,我们会寻找其他量子数的胶球,包括标量正胶球、张量胶球等。

王贻芳:为继续寻找新的胶球,我们还要提高装置本身的能力。目前,我们正计划对BEPC做第三次升级,将事例数提高10倍,以便寻找胶球并且更清楚地研究胶球的衰变性质和结构。也就是说,BEPC的科学寿命至少还有10年以上。

《中国科学报》:有读者看到该成果后,联想到了科幻作品《三体》中提到的“水滴”探测器。现在科学家证明了胶球的存在,未来有没有可能“改造世界”、控制胶球?

高能所博士后、研究团队骨干张鹏:我恰好读过那本书。我们现在证明了强相互作用所预言的全新物质形态,毫无疑问会加深我们对强相互作用的理解。至于未来利用强相互作用制备材料,我觉得是一件很遥远的事。

(原标题为《证实胶球存在引热议 科学家详解成果研究过程》)

来源:倪思洁/中国科学报

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
52% 美国人预判:若共和党 11 月败选,特朗普或将拒绝接受结果

52% 美国人预判:若共和党 11 月败选,特朗普或将拒绝接受结果

麓谷隐士
2026-10-13 00:10:04
看了宋慧乔的穿搭,我悟了:白衬衫不配小白裤、乐福鞋,才更洋气

看了宋慧乔的穿搭,我悟了:白衬衫不配小白裤、乐福鞋,才更洋气

蓓小西
2026-10-14 08:30:09
耻辱一战!拜仁头号卧底灾难发挥!一人葬送到手胜利

耻辱一战!拜仁头号卧底灾难发挥!一人葬送到手胜利

奶盖熊本熊
2026-10-14 07:47:19
油价大降!一夜崩落,10月12日全国92,95汽油“大涨0.69元/升”,近2个月“失控”上涨后恢复下降,10月15日调价,预跌230元/吨!

油价大降!一夜崩落,10月12日全国92,95汽油“大涨0.69元/升”,近2个月“失控”上涨后恢复下降,10月15日调价,预跌230元/吨!

猪友巴巴
2026-10-12 15:00:06
核心高层发表重要讲话的全国卫生与健康大会,六大关键信号分量不一般!

核心高层发表重要讲话的全国卫生与健康大会,六大关键信号分量不一般!

识局Insight
2026-10-13 19:22:22
公知:为什么越南、泰国、印度都在“崛起”,就中国不行?

公知:为什么越南、泰国、印度都在“崛起”,就中国不行?

红色少女主播
2026-10-14 00:24:54
超长蛋挞都买不起,还生两个!女孩商场追着啃,家长做法让人无语

超长蛋挞都买不起,还生两个!女孩商场追着啃,家长做法让人无语

番外行
2026-10-14 07:22:45
中国空军这次来真的!珠海航展甩出王炸装备!美国还坐得住吗?

中国空军这次来真的!珠海航展甩出王炸装备!美国还坐得住吗?

健身狂人
2026-10-14 03:05:59
网传月租13.5万!汕头网红美食街铺租暴涨,多家老店无奈搬迁

网传月租13.5万!汕头网红美食街铺租暴涨,多家老店无奈搬迁

林子说事
2026-10-13 14:56:00
签约已达成,凯尔特人与佩顿·普里查德达成4400万美元续约协议

签约已达成,凯尔特人与佩顿·普里查德达成4400万美元续约协议

好火子
2026-10-14 05:23:09
世界第一美女,怎么变成这样了?

世界第一美女,怎么变成这样了?

寻艺
2026-10-12 20:01:44
朴泰夏:柔佛首发11人有9名外援,韩国球队要想有竞争力得有预算

朴泰夏:柔佛首发11人有9名外援,韩国球队要想有竞争力得有预算

懂球帝
2026-10-14 00:34:17
男子来找情妇缠绵时,见她儿媳没穿衣服,2014年先侵犯儿媳再杀死情妇

男子来找情妇缠绵时,见她儿媳没穿衣服,2014年先侵犯儿媳再杀死情妇

汉史趣闻
2026-10-13 11:25:13
十全十美,巴萨队史首次取得赛季开局10连胜

十全十美,巴萨队史首次取得赛季开局10连胜

懂球帝
2026-10-14 05:03:47
“好窒息,我要是孩子就跳了!”一桌子廉价早餐,女子大发小作文

“好窒息,我要是孩子就跳了!”一桌子廉价早餐,女子大发小作文

番外行
2026-10-14 07:21:27
“觊觎” 不读 kǎi yú,也不读 jì yǔ,我出过丑!现在牢牢记住了

“觊觎” 不读 kǎi yú,也不读 jì yǔ,我出过丑!现在牢牢记住了

语丝纪
2026-10-14 08:08:52
体制内的钱从哪里来:一笔需要算清楚的账

体制内的钱从哪里来:一笔需要算清楚的账

A活着
2026-10-13 15:52:41
特斯拉首款两轮新车上架!颜值真的绝

特斯拉首款两轮新车上架!颜值真的绝

花果科技
2026-10-13 19:48:20
炸了!日本队放话可能退出沙特亚洲杯,亚足联慌了

炸了!日本队放话可能退出沙特亚洲杯,亚足联慌了

拾破烂的天真
2026-10-14 00:35:35
山野球场人妻随拍,浅蓝套装勾勒柔和曲线

山野球场人妻随拍,浅蓝套装勾勒柔和曲线

只要高兴就好
2026-10-09 08:32:06
2026-10-14 09:07:00
澎湃新闻 incentive-icons
澎湃新闻
专注时政与思想的新闻平台。
938598文章数 5097603关注度
往期回顾 全部

科技要闻

扎克伯格宣布追上OpenAI!Meta新模型亮相

头条要闻

男子徒步失联2年遗体找到 距他和母亲通话位置仅1公里

头条要闻

男子徒步失联2年遗体找到 距他和母亲通话位置仅1公里

体育要闻

走调的歌声里全是感情 最好的郑钦文尚未登场

娱乐要闻

谭松韵亲自解答兰香结局遗憾

财经要闻

"黑医师"产业链调查:不学医竟能"拿证"

汽车要闻

豪华智能全拉满 比亚迪大汉不止旗舰级舒适

态度原创

健康
旅游
教育
家居
时尚

孩子运动莫名晕倒?当心这类疾病

旅游要闻

渝见好“村”光|合川兴坝村:稻虾桑园映古桥 五福田园入画来

教育要闻

崔允漷:如何把握“国家课程校本化实施”的本质内涵和实施方法?——基于课程育人本质的守正与创新

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

战鹰:一个天才少女的「滑落」

无障碍浏览 进入关怀版