在中国北京正负电子对撞机工作的物理学家发现了迄今最强的胶球存在证据——胶球是完全由胶子构成的奇异粒子,胶子是质子和中子内部将夸克束缚在一起的力的载体。研究结果上周在国际高能物理会议上公布,并已提交至预印本服务器arXiv。
什么是胶球?
胶子是传递强核力的粒子。在正常条件下,它们仅存在于原子核内部,将夸克粘合在一起。描述强力的量子色动力学理论预测,胶子也可以相互结合形成不含夸克的粒子,这些粒子被称为胶球。50多年来,物理学家一直在寻找胶球但未获决定性成果。
X(2370)的发现
BES III实验运行于高能物理研究所的北京正负电子对撞机II上,在J/psi粒子衰变中观测到名为X(2370)的粒子。其质量与格点量子色动力学对赝标量胶球的预测相符,其衰变模式显示出胶球主导态所预期的味单态性质。
“这是一项实验上的胜利,”未参与该研究的卡内基梅隆大学粒子物理学家科林·莫宁斯塔对《科学》杂志表示。“这是迄今最强证据,表明由胶球成分主导的粒子可以存在于自然界。”
下一步计划
下一步是由其他实验进行独立验证。物理学家指出,中国拟建的超级陶粲装置和美国布鲁克海文国家实验室在建的电子离子对撞机有望确认这一结果。
如果得到确认,这一发现将证明将物质结合在一起的力的粒子本身可以形成物质——这是量子色动力学等待数十年实验证明的预测。BES III实验始于2008年,其设计目的之一正是寻找此类粒子。