陕西
我们所看见的物质，追根溯源都由质子、中子这类粒子组成，而质子中子内部的基本单元则是夸克，夸克之间靠一种叫做胶子的粒子传递强相互作用力，把它们紧紧粘合在一起。
长久以来，物理学家都在好奇：既然胶子能传递强力，那它们能不能不靠夸克，自己抱成一团，从而形成一种全新的粒子呢？
这种完全由胶子构成的粒子，科学家称它为胶球。
它是描述强相互作用的量子色动力学理论做出的核心预言之一，但却因为它的寿命极短、难以直接捕捉，物理学家们寻找了将近半个世纪都未见其踪影。
而最近，北京谱仪III（BESIII）合作组发布最新研究成果：此前发现的X(2370)粒子，其主导成分极有可能就是科学界寻找已久的、量子数为0⁻⁺的最轻赝标胶球。
这是迄今为止支持胶球存在最完整、最有力的实验证据之一。
胶子本身不带电荷，它无法通过电磁手段直接观测，且胶球形成后会在极短时间内衰变，科学家只能通过分析它的衰变产物，倒推它的存在与性质。
经过长期探索，物理学家找到了寻找胶球的绝佳环境：J/ψ粒子的辐射衰变。
J/ψ由一对正反粲夸克组成，它衰变时会释放大量胶子，如同一个胶子富矿，很容易催生胶球的形成。
早在2011年时，BESIII团队就通过分析2.25亿个J/ψ衰变事例，首次发现了X(2370)这个新粒子，并初步测出它的质量约为2376兆电子伏特。
后续十几年里，团队积累了约100亿个J/ψ衰变事例，一步步揭开这个粒子的真面目：2024年，团队首次确定它的自旋宇称为0⁻⁺，这是粒子的核心量子属性，如同粒子的身份编码。
测量结果显示，它的质量与量子数都和格点量子色动力学预言的最轻赝标胶球完全吻合。
但仅凭质量和量子数还不足以敲定它的身份，粒子物理中，多种不同结构的粒子都可能拥有相同的质量和量子数。
要确认胶球身份，最关键的证据之一是味单态属性。
普通介子都由夸克和反夸克组成，带有特定的味，比如上夸克、下夸克、奇异夸克，它们衰变时会倾向于生成和自身成分对应的粒子，就像用黄豆榨出来的一定是豆油，不会凭空变出花生油。
但胶球内部没有夸克，对所有夸克味一视同仁，甚至有些特定的衰变模式从理论上就是被禁止的。
这次研究中，团队专门检验了X(2370)衰变为K*(892)介子与反K介子的通道。
如果X(2370)是普通的夸克-反夸克介子，这个衰变模式应该十分显著。
但在约100亿个J/ψ衰变事件的海量数据里，研究团队始终没有找到该衰变的清晰信号，最终在90%置信水平下给出了严格上限：这个衰变的分支比不到1.6%。
这个结果直接证明，X(2370)是一个味单态粒子，这是1吉电子伏特以上质量区，人类首次观测到的味单态轻强子，完全符合胶球的理论预期。
除了味单态属性，X(2370)的多项特征都和胶球预言严丝合缝，但却很难用其他理论解释。
比如它在J/ψ辐射衰变中的产额很高，远高于普通强子；它的衰变模式和粲偶素ηc相似，但每个衰变通道的分宽度都很窄，符合胶球衰变的抑制特性；此外，它衰变为光子加ω、光子加φ的过程都被强烈抑制，说明它内部的夸克成分极少，和纯胶子主导的结构一致。
研究团队逐一排查了其他可能的解释：普通夸克-反夸克介子无法解释味单态和辐射衰变抑制；多夸克态、混杂态的衰变应由OZI允许的模式主导，分宽度会更宽；重子偶素的产额不可能达到如此高的水平。
所有替代方案都无法同时匹配所有实验数据，只有胶球主导的模型能完整解释所有观测结果。
这项成果是近半个世纪胶球探索路上的重要里程碑。
它不仅让量子色动力学这一基础理论再次通过了严苛的实验检验，也为纯作用力载体可构成独立粒子这一理论预言提供了迄今为止最完整的实验证据，从而拓展了我们对物质形态的认知边界。
目前研究团队仍在继续积累数据，计划通过更多衰变通道的测量，进一步确定胶球成分的精确占比
随着探测技术不断进步，我们终将逐步揭开胶球的神秘面纱，对宇宙中最基本的强相互作用获得更深刻的理解。
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