你知道宇宙中黏合力最强的 “胶水” 是什么吗？它就是胶子——一种能将夸克（组成质子和中子的基本粒子）“黏合” 起来的粒子。更神奇的是，胶子还能相互“黏合”，形成名为“胶球”的复合粒子。研究胶球，直接关系到我们如何弄懂自然界的基本作用力，这就像搞懂游戏核心规则一样重要。如今，中国科学家借助先进的大科学装置研究胶球，引发了全世界的关注！

物质世界的“最小零件”

物体可以无限分割下去吗？你可能回答：“如果我们一步步分下去，会先后得到分子、原子、原子核、质子、中子和电子。”那么，质子和中子还能再分吗？答案是肯定的！质子和中子都是由3个叫作“夸克”的更基本的粒子构成。

这里就出现了一个有趣的问题：夸克是带有电荷的，而且3个夸克里常常带有同种电荷，按说同种电荷会相互排斥，可这些夸克为什么能紧紧聚在一起呢？原来，夸克之间是通过一种名为“胶子”的粒子紧密地束缚在一起，这就是宇宙中最强的作用力——强相互作用。胶子就像粒子世界的超级胶水，把夸克牢牢地“粘”在一起。

从胶子到胶球

胶子还有更神奇的本领——它不仅能“粘”夸克，还能“自己粘自己”！这就是理论物理学家预言的胶球。于是，实验物理学家就开启了一场“寻宝之旅”，试图在实验中找到胶球的踪迹。

讲到这里，你可能会问：“科学家为什么对寻找这些微观粒子如此感兴趣呢？”其实可以用一个很通俗的例子来理解：就像我们拼一幅拼图，如果最后发现缺了一块，就说明我们拼的方式出了问题。我们探索物质世界的本质，就和拼一幅“宇宙拼图”一样。微观粒子正是“拼图”中的“小块”，只有把它们都搞清楚，我们才能一步步拼凑出完整的图景，真正理解我们身处的这个宇宙，从微小的原子到浩瀚的星系，到底是如何运转的。

如何寻找胶球

言归正传，我们到哪里去寻找胶球呢？又如何判定某个粒子是不是胶球呢？

根据物理学的基本规律，要研究的微观尺度越小，所需要的能量就越高。在我国，有这样一台大科学装置——北京正负电子对撞机（BEPCII）。它就像一个超级能量制造机， 能让高能量的正、负电子进行对撞，产生一种叫作“J/ψ”的粒子。不过，J/ψ粒子很“不稳定”，就像刚吹起来的肥皂泡，很快就会“破碎”，衰变成其他粒子。而科学家推测，在J/ψ粒子衰变的过程中，可能会产生我们要找的胶球。所以，这就成了寻找胶球的理想途径。

北京正负电子对撞机储存环隧道

为了捕捉到J/ψ粒子衰变时的蛛丝马迹，科学家在正、负电子对撞点附近安装了一个 “超级摄像头”——北京谱仪III（BESIII）探测器。它能将J/ψ粒子衰变后产生的各种末态粒子的能量、动量等信息都记录下来。之后，科学家会对这些数据进行仔细分析，研究这些末态粒子的性质，再把它们和理论预测对比，进而寻找胶球。

BESIII

神奇的X（2370）粒子

2011年，BESIII合作组发现了一种新粒子——X（2370）粒子，它的质量、衰变的某些性质与理论预测的胶球一致。作为判断其是否为胶球的关键一步，就是测量它的“量子指纹”——自旋宇称量子数。自旋是粒子自带的内禀角动量，可类比旋转的陀螺，但是它绝非传统意义上的机械旋转，而是独特的量子现象；宇称则描述粒子在空间变换下的属性，好比给粒子“照镜子”，并对比其镜像与自身的状态关系。

BESIII测量X（2370）粒子的自旋宇称量子数

2024年，科学家对采集的更多的数据样本进行了严谨的分析，最终确认X（2370）粒子确实具有理论预测的自旋宇称量子数。因此，X（2370）粒子被称为“类胶球粒子”。这为支持胶球存在提供了强有力的实验证据。

这一里程碑式的发现发表在顶级期刊《物理评论快报》上，并入选2024年度最重要的论文合集，也是强子物理领域入选的唯一成果。这不仅是中国科学家的骄傲，更是人类认识微观世界的重要一步。或许在不久的将来，我们可以把类胶球的“类”字去掉，真正将胶球这一神秘粒子完整地镶嵌在粒子物理模型的宏伟拼图之中。（文/赵静宜  图/网络）

来源: 科普江苏

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