6日，一個令物理學界振奮的消息，從在巴西舉行的國際高能物理大會上傳來：我國主導的北京正負電子對撞機實驗團隊宣布，歷經15年追尋，首次構建起完整証據鏈，証實一種新型粒子——膠球的存在。這意味著人類第一次看到完全由“力”構成的物質形態，一個困擾科學家近半個世紀的謎團就此解開。

要理解這個發現有多奇特，得從最熟悉的物質說起。我們周圍的一切，包括桌椅、空氣、人體等，都由原子構成。原子核裡有質子和中子，它們又由更小的粒子——夸克組成。膠子把夸克緊緊“粘”在一起，它所傳遞的強相互作用力就像一種特殊的膠水。

其中的神奇之處在於，普通的力不會自己抱團，比如傳播電磁力的光子不會自己聚成一個球，但膠子卻會自己吸引自己。因此，強相互作用基本理論的核心預言是：膠子之間有可能聚合成一種由純“膠水”形成的小球，形成唯一一種完全由“力的傳播子”構成的粒子，即膠球。如果找不到它，整個理論就會動搖。可是，半個世紀以來，科學家想盡各種辦法，始終沒能抓住膠球。

轉機出現在我國的大科學裝置——北京正負電子對撞機上。這台巨大的設備能大量產生一種壽命極短的粒子，這種粒子分裂時，恰好非常容易形成膠球。2008年完成重大升級后，對撞機的數據獲取能力躍居世界最前列，為搜尋膠球鋪就了道路。

研究團隊仿佛在無數粒子碰撞的“碎片”中進行大海撈針，一步步測出一個候選粒子的各項關鍵“身份指標”，包括質量、自旋和宇稱量子數等，實驗結果與理論預言的膠球完全吻合。

最近，由南京大學金山教授和中國科學院高能物理研究所黃燕萍研究員共同領導的研究團隊，又捕獲了決定性的証據。“這一次，我們是真正找到了膠球的‘身份証’。”黃燕萍解釋，普通粒子內部都含有不同種類的夸克，就像帶著不同的“身份標簽”，粒子物理學用“味道”來標記不同的夸克種類，而他們新確認的這個新型粒子，內部完全沒有夸克“味道”，被稱作“味單態”。

“它由純膠子聚合而成，是一種僅由力本身凝結而成的全新物質形態，味單態恰恰是膠球最核心的特征。”黃燕萍進一步指出，研究團隊測量獲得的這種“純力粒子”的各種性質，與理論預言完全一致，是膠球存在的鐵証。

至此，一條完整的實驗証據鏈被建立起來，物理學界尋找了近50年的膠球第一次露出真容。金山評價說：“這一發現清晰無誤地告訴人類，‘力’本身可以單獨凝結成實體粒子。這是一種此前未知的物質存在形式，它不僅讓描述強相互作用的理論通過最嚴苛的檢驗，也極大地拓展了我們對物質世界的認知邊界。”

國際高能物理大會每兩年舉行一次，隻有極其重大的科學成果才會被安排為特別大會報告。而此次關於膠球研究成果的宣布，正是以這樣的規格向全球物理學界呈現。

新聞背后

北京正負電子對撞機位於中國科學院高能物理研究所，是一個埋在地下的巨型環形加速器。中國科學院高能物理研究所黃燕萍研究員介紹：“它讓正、負兩個電子在管道內高速奔跑、迎頭相撞，然后利用北京譜儀Ⅲ探測器把撞擊瞬間產生的新粒子拍下來，就像一台能看到物質最深層結構的超級顯微鏡。”

這座裝置長年累月地採集了海量對撞事例——正是靠著這樣的數據基礎和精密分析能力，科研人員才得以篩選出極難尋找的膠球信號，並一步步測定它的各種物理特征。“沒有大科學裝置持續高水平運行和多年積累的百億級事例，膠球的現身可能還要推遲許多年。”南京大學金山教授表示。

這項成果的重大意義體現在對基本理論的檢驗上。強相互作用是自然界四種基本力之一，它把質子和中子緊緊束縛在原子核內，是宇宙得以穩定的根基。金山指出，膠子的自相互作用是強相互作用理論最獨特的重要預言，“膠球的發現，讓這個核心理論通過了半個世紀的終極考驗”。

同時，它也向人類展示了一種前所未有的物質形態。過去人們熟悉的物質都由夸克、電子等基本實體粒子構成，而膠球完全由傳遞力的膠子組成，是“力本身變成了實體”。“這就像過去我們隻相信是信使在送信，突然有一天發現，信使自己也能聚在一起變成一座雕塑。”黃燕萍的比喻令人印象深刻。她表示，這一發現不僅刷新了物質存在的形式，還能幫助人們理解物質質量的強相互作用起源。（記者崔興毅）