北京谱仪 III（BES III）实验的物理学家们发现了他们所称的胶球存在的最强证据——这些完全由胶子组成的传说粒子，量子理论坚持认为它们应该存在，但一直羞于露面。这些发现上个月发表在 arXiv 的预印本上，并于上周在国际高能物理会议（ICHEP）上进行了展示。

让我们回到基础：你所看到的一切都由夸克组成，由胶子（强核力的载体）粘合在一起。这些胶子（是的，名字就是这么来的）将夸克束缚成质子和中子，构成原子核。2012 年经过数十年的搜寻发现的希格斯玻色子被誉为标准模型的最后一块拼图，但仍有一些缺失的部分——胶球就是相当明显的一个。它们是量子色动力学（QCD）——强相互作用理论——的直接预言，甚至应该有多种变体。

正如 Matthew Francis 在 2015 年为 Ars 所解释的那样，胶球是物质具有质量的部分原因。与希格斯玻色子一样，它们与质量有关，但方式不同：质子和中子的大部分质量并非来自夸克，而是来自胶子束缚它们的能量，这要归功于 E=mc²。胶子也会相互粘附，而不仅仅是粘附夸克，因此理论上你可以用纯胶子构建一个粒子——不需要夸克。那就是胶球。

搜寻工作集中在 J/ψ 粒子上，这是一种介子，含有一个粲夸克和一个粲反夸克，于 1974 年发现。当 J/ψ 粒子衰变时，会产生一堆胶子和强子，使其成为寻找胶球信号的主要场所。一个粒子要成为胶球候选者，需要具有零自旋、不带电荷、奇宇称等条件。

BES III 应运而生，这是一种专门为此搜寻而设计的正负电子对撞机。它于 2008 年开始收集数据，一年内记录了超过 2.26 亿个事件。最轻胶球的最强候选者之一是 X(2370) 粒子，于 2011 年在那里发现，其质量最初测量为 2.370 GeV/c²，略低于格点 QCD 预言的 2.395 GeV/c²。

到 2024 年，BES III 已积累了超过 100 亿个 J/ψ 事件，使得发现稀有事件和奇异态（如 XYZ 介子和四夸克态）成为可能，并能以前所未有的精度测量 X(2370)。团队获得了 2.395 GeV/c² 的预言质量——与理论完美匹配——自旋和宇称也与 QCD 一致。然而，这还不足以宣布发现。

但现在，最新的结果考察了 X(2370) 的几个先前未报道的衰变模式。分析表明它是一个“味道单态”，意味着它不依赖于任何特定的夸克味道（上、下或奇异）——这是一个关键线索，表明它主要由胶子组成，根据合作组的说法，约占 90%。这与胶球的三个主要预言性质相匹配，BES III 团队称之为完整的证据链。

“这是一次实验上的胜利，”卡内基梅隆大学的粒子物理学家 Colin Morningstar 没有参与这项研究，他对《科学》杂志说。“这是迄今最强的证据，表明以胶球成分为主的粒子可以存在于自然界中。”

接下来：独立验证，也许是在中国提议的超陶-粲工厂（STCF）或美国布鲁克海文国家实验室正在建设的电子-离子对撞机上。但 BES III 目前是唯一专门致力于搜寻胶子的机器，因此确认可能还需要一段时间。该论文发表在 arXiv 上，2026 年，DOI: 10.48550/arXiv.2607.20366。