8月10日消息,中科院高能物理研究所发布重磅科研成果,由我国科研人员牵头的北京谱仪Ⅲ国际合作组,花了15年完整验证胶球真实存在。

这是一种和质子、中子完全不一样的全新物质形态,解开了近50年物理学界的未解谜题。

我们身边所有物质的原子核,都是质子、中子组成,而质子、中子内部还有更小的夸克。夸克不会散开,全靠胶子充当“胶水”,传递强作用力把它们粘在一起。

光子只会传递电磁力,不会自己互相吸引,但胶子不一样,胶子之间能互相绑定。早在上世纪70年代,粒子物理标准模型就推测,大量胶子聚集捆绑,能形成独立粒子,也就是胶球。但过去几十年,全世界的实验都没能拿出实锤证据。

整套研究依托北京正负电子对撞机搭载的北京谱仪Ⅲ设备推进。团队2011年就捕捉到新粒子X (2370),当时就怀疑它是胶球。

2024年,科研人员测算出这颗粒子的量子态参数,数值刚好匹配理论里胶球的特征,拿到第一层关键证据。

全新物质形态!中科院首次证明胶球的存在 完全不同于质子、中子

本次最新研究补上决定性证据,团队测出X (2370)独有的味单态属性,这是区分胶球和普通粒子的核心标识。

质子、中子这类常规粒子内部都带有不同种类夸克,如上夸克、下夸克、奇异夸克等。只有胶球几乎全由胶子构成,不存在夸克的“味”属性。

同时研究人员观测到X(2370) 多种全新衰变方式,完整证据链彻底坐实胶球身份。

简单区分两者差异:质子、中子是“夸克+胶子”组合出来的粒子,胶球是纯粹靠传递作用力的胶子抱团形成,相当于单纯由“力”构成物质,这在已知微观粒子里仅此一类。

研究人员表示,这是近五十年来寻找胶球最明确的实验结果,验证了胶子能够自我结合形成新型物质的理论预言,对于检验粒子物理学标准模型具有重要意义。

全新物质形态!中科院首次证明胶球的存在 完全不同于质子、中子
北京谱仪III探测器正面照

【本文来源:快•科技】