中国BES III实验发现X(2370)粒子约90%由胶子构成，为胶球存在提供迄今最强证据。
中国北京谱仪III(BES III)实验的物理学家发现了胶球存在的新证据。胶球是一种完全由胶子组成的复合粒子，由量子理论预言，却一直没能被实验证实。相关结果上个月以预印本形式发表在arXiv上，上周又在国际高能物理大会(ICHEP)上作了报告。
我们周围的所有物质都由夸克构成，夸克依靠胶子(强核力的载体)束缚在一起，形成质子和中子，它们构成每个原子的核心。2012年发现的希格斯玻色子曾被当作标准模型最后一块缺失的拼图，但标准模型仍有不少未解之谜，胶球是否真的存在就是其中之一。胶球是量子色动力学(QCD)的直接预言，QCD是描述强核力的理论，如果标准模型正确，胶球就应该存在，而且不止一种。
胶球与物质质量的来源密切相关。夸克、电子等基本粒子在无希格斯场的宇宙中本没有质量，是希格斯场赋予了它们质量，但质子、中子的大部分质量并不来自夸克，而来自把它们黏合在一起的胶，胶子正是这种胶的来源。胶子本身没有质量，可质子内部把所有成分束缚在一起的能量极其巨大，依据E=mc²，其中很大一部分以质量的形式呈现。胶子还有一个特殊之处，它们彼此之间也会黏附，而不只是黏住夸克，因此理论上可以只用胶子构造粒子，不需要任何夸克，这就是胶球。
粒子动物园中有大量亚原子粒子，与寻找胶球关系最密切的是1974年发现的J/ψ粒子。这种介子由一个粲夸克和一个粲反夸克组成，衰变时会释放大量胶子和称为强子的复合粒子，物理学家长期认为这是搜寻胶球信号的最佳环境。按天体物理学家Ethan Siegel的说法，候选胶球必须具有零自旋、不带电荷、奇宇称等性质。
BES III是专为寻找J/ψ粒子的胶球信号而设计的正负电子对撞机，2008年开始采集数据，一年内记录了超过2.26亿个事件。2011年，实验发现了X(2370)粒子，它被视为最轻胶球态的最强候选者，质量最初测得2.370GeV/c²，略低于格点QCD理论预言的2.395GeV/c²。到2024年，记录的J/ψ粒子累计超过100亿个，数据量让测量精度大幅提升，也更容易捕捉到XYZ介子、四夸克态等罕见奇特态。BES III物理学家最终测得的X(2370)质量与理论预言惊人一致，其自旋和宇称也与QCD相符，但那时仍不足以明确宣布发现了第一个胶球，不过已经是当时最强的证据。
最新结果来自对X(2370)几个此前未报道过的衰变模式的分析。分析显示，X(2370)是“味单态”，不与上、下、奇异等任何特定夸克味相关联，这是支持它主要由胶子构成的关键实验线索，合作组估计其中约90%是胶子。这样一来，X(2370)符合胶球的全部三个主要预言性质，BES III团队认为证据链已经完整。
未参与研究的卡内基梅隆大学粒子物理学家Colin Morningstar对Science表示，这是一次实验上的胜利，也是迄今最强的证据，表明以胶球成分为主的粒子可以存在于自然界。下一步是让其他团队独立验证这一结果，候选场所包括中国拟议中的超τ粲工厂(STCF)以及美国布鲁克海文国家实验室正在建设的电子离子对撞机。BES III目前仍是唯一专门搜寻胶子的装置，独立确认可能还要等上一段时间。
原文：https://arstechnica.com/science/2026/08/have-physicists-finally-discovered-glueballs-new-evidence-points-to-yes/