半个世纪以来,物理学家一直在寻找一种由纯力构成的粒子。现在,中国的一个团队表示,他们发现了迄今最强的证据,证明 elusive 的“胶球”是真实存在的。
由力构成的粒子
普通物质由夸克构成,夸克通过称为胶子的粒子结合在一起。胶子携带强力,即原子核内将质子和中子束缚在一起的相互作用。理论表明,胶子也可以自行聚集,形成称为胶球的奇异粒子。
物理学家在20世纪70年代初作为量子色动力学(描述强力的理论)的一部分预测了胶球的存在。但探测到它花了数十年时间。胶球不稳定,几乎瞬间衰变,只在粒子探测器中留下痕迹。
十五年的搜寻
新证据来自北京谱仪III(BESIII)合作组,这是北京正负电子对撞机上的一项国际实验。来自15个国家的研究人员花费15年时间筛选了地下对撞机的数十亿次测量数据。
该团队聚焦于2011年首次发现的X(2370)粒子。他们的分析表明,该粒子主要由胶子构成。一个关键线索是:该粒子没有夸克味,这正是真正的胶球应有的特征。
标准模型的胜利
该团队上周在巴西纳塔尔举行的国际高能物理会议上展示了其成果。世界各地的物理学家对这一发现表示欢迎。美国和以色列研究人员称其为“胜利”,证实了现代物理学的核心预测。
这一结果并未盖棺定论。物理学家表示,需要更多测量来完全确认X(2370)是胶球,一些人希望找到具有不同质量的其他胶球候选者。但这是迄今收集到的最强证据,使这个半个世纪之久的谜题接近解决。
如果得到确认,胶球将完善物理学家数十年来建立起来的物质图景:夸克和胶子,通过力束缚在一起,构建从原子到恒星的一切。