在描述強(qiáng)相互作用的物理學(xué)理論“量子色動力學(xué)”里，膠球是個極其重要的預(yù)言，因?yàn)樗俏ㄒ灰环N由“力的傳播子”構(gòu)成的粒子。
 

　　然而，半個世紀(jì)以來，實(shí)驗(yàn)上一直未能找到膠球。膠球到底存不存在，是對這個物理學(xué)理論至關(guān)重要的檢驗(yàn)，也是至今仍懸而未決的重大科學(xué)問題之一。
 

　　膠球?yàn)槭裁床蝗菀妆徽业剑拷鹕浇榻B，一方面，膠球粒子與普通粒子在性質(zhì)上區(qū)別并不明顯，此外，膠球會與普通粒子混合，使得膠球原有的特性更加模糊。“因此，我們在實(shí)驗(yàn)時要盡量找到膠球的特征信號，使其與普通粒子區(qū)分。在積累一定的數(shù)據(jù)后，讓膠球的各種特性顯露，最后鑒別出來。”
 

　　北京正負(fù)電子對撞機(jī)大量產(chǎn)生的J/psi粒子，為膠球的尋找與發(fā)現(xiàn)提供了極佳的先決條件。理論上，J/psi的衰變過程非常有利于膠球的產(chǎn)生，是尋找膠球的最佳途徑之一。
 

　　2011年，時任中國科學(xué)院高能物理研究所(以下簡稱研究所)研究員的金山與研究所博士后黃燕萍，在J/psi的衰變產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了一個新粒子X(2370)，疑似為膠球。
 

　　“這個新粒子與某一類膠球理論上預(yù)言的質(zhì)量基本一致，為了確定這個可能性，我們花了很長的時間。”金山說。2024年，研究所黃燕萍研究員和金山教授共同指導(dǎo)研究所博士生張鵬，首次測定了X(2370)粒子自旋和宇稱量子數(shù)，為確定其真實(shí)身份邁出了關(guān)鍵一步。
 

　　最近，研究團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了多個X(2370)粒子新衰變模式，并且首次測出了它的又一項(xiàng)關(guān)鍵“身份特征”——“味單態(tài)”性質(zhì)。要知道，“味單態(tài)”性質(zhì)是膠球的最重要特性。至此，BESIII實(shí)驗(yàn)通過歷時15年的一系列研究，建立了從質(zhì)量、量子數(shù)到“味單態(tài)”的完整實(shí)驗(yàn)證據(jù)鏈，證實(shí)X(2370)的主要成分正是物理學(xué)家找了近半個世紀(jì)的膠球。
 

　　這是近五十年來，膠球?qū)ふ易蠲鞔_的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該發(fā)現(xiàn)不僅為“量子色動力學(xué)”理論提供了決定性驗(yàn)證，也表明一類全新物質(zhì)形態(tài)——純由“力”構(gòu)成的物質(zhì)的存在。
 

　　“這是一個極其重大的發(fā)現(xiàn)。”中國科學(xué)院院士王貽芳介紹，膠球是人類發(fā)現(xiàn)的首個由不含夸克、電子等基本粒子構(gòu)成的新粒子。“我們理解的世界不僅由電子、質(zhì)子、夸克構(gòu)成，也可以由膠球構(gòu)成，這一新認(rèn)識讓我們對物質(zhì)世界的理解更加完整。這更是中國科學(xué)家對人類認(rèn)識物質(zhì)世界所作出的貢獻(xiàn)。”
 

　　王貽芳說，未來，團(tuán)隊(duì)將持續(xù)推進(jìn)膠球性質(zhì)、衰變道等各方面的研究。此外，團(tuán)隊(duì)將對北京正負(fù)電子對撞機(jī)進(jìn)行升級，使其產(chǎn)生J/psi粒子數(shù)量成10倍提升，以更多的數(shù)據(jù)探索出對各種膠球更完整的理解。
 

　　引用：發(fā)現(xiàn)純由“力”構(gòu)成的物質(zhì)，中國科學(xué)家破解“膠球”存在之謎-南京大學(xué) 【引用時間：2026年8月28日】