🔬 粒子物理 · 量子色动力学 · 重大科学发现
一、胶球是个啥?为什么等了50年🔥 中国科学家历经近40年、五代人接力,终于用实验确证了量子色动力学预言已久的胶球存在,为基本理论再添关键证据。
在微观世界里,质子、中子这些粒子都由更基本的夸克和胶子组成。其中胶子之间能自我相互作用,理论上可以抱团形成一种叫"胶球"的束缚态,这是量子色动力学最著名的预言之一。可这个预言一提出来就等了整整50年,全世界物理学界谁也没能在实验上真正抓住它。
中国科学院高能物理研究所研究员黄涛直言,从量子色动力学建立到现在已经50年,胶球是它最重要的预言,如今被找到,意味着这套描述强相互作用的基本理论正确性又多了一个实打实的证据。这次确证的胶球新粒子,正是此前在J/ψ数据中反复撞见的X(2370)及其相关信号。
二、五代人、两代加速器、三代探测器这项成果的背后,是一场横跨近40年的持久战。从朱洪元先生算起,历经黄涛、金山、黄燕萍以及更年轻一代,五代物理学家接力,用北京正负电子对撞机及其升级版两代加速器、北京谱仪I/II/III三代探测器,才把这条证据链彻底补齐。
难点在细节上极其磨人。测定X(2370)的量子数就耗时13年,因为本底高达50%,团队屡屡受挫,最终靠提出几乎无本底的全新衰变道,并把四维分析简化成三维,才在2024年成功测出自旋和宇称。中科院院士王贻芳感慨,这件事前前后后加起来花了近40年,走掉很多人,也有人觉得太难不愿做,能坚持下来,正是做基础科学的正确态度。
三、为什么说这是量子力学的胜利胶球的发现不同于光子——光子无法自相互作用形成束缚态,而胶子可以,这一本质区别正是量子色动力学与量子电动力学分野的关键。黄涛把它比作"给理论补上最后一块拼图":找不到胶球,理论的完备性就始终悬着;如今找到,等于给50年来的预言盖了章。
团队下一步计划升级对撞机,继续寻找新的胶球。王贻芳借此呼吁,对卓越的基础研究应给予稳定支持,让科研人员心无旁骛,别一味追求短平快的产出。这场跨越近半个世纪的坚持,最终换来一个值得写入教科书的答案。
综合《中国科学报》、新浪科技报道 | 2026-08-16