在粒子物理学的标准模型中，胶子是传播强相互作用的基本粒子，较为特别的是，胶子之间可以相互吸引而形成一个新的束缚态粒子——胶球。利用北京正负电子对撞机，我国科研团队获得一项新成果，实验装置北京谱仪III合作组首次测得X(2370)粒子的量子态性质，其质量、产生和衰变性质都与人们长久以来寻找的胶球特性一致。近日，相关研究成果作为编辑推荐文章发表在《物理评论快报》杂志。

胶球是标准模型的重要预言，也是自然界中唯一由传播子构成的粒子，这种自相互作用及其粒子从未被实验发现，其存在与否，是标准模型至关重要的基本检验。中国科学院外籍院士丁肇中发现了J/ψ粒子，而北京正负电子对撞机能够大量产生该粒子，其衰变是寻找胶球的最佳途径，这也成为了北京正负电子对撞机运行几十年来最重要的物理目标之一。

2011年，科研团队就在北京谱仪III实验上发现了一种新粒子——X(2370)粒子，这是实验上首次观测到与理论计算的赝标量胶球（自旋为0，宇称为负的胶球）质量、产生和衰变性质一致的粒子。判断其是否为赝标量胶球的关键下一步，就是测定其自旋-宇称量子数是否与理论预期一致。

近年来，北京正负电子对撞机和北京谱仪III已产生并采集了100亿个J/ψ粒子，超过此前最大样本的100倍。利用这些数据，研究人员创新性地研究了几乎无物理本底的X(2370)粒子的衰变模式。北京谱仪III探测器的优良设计，特别是对带电粒子和光子的高精度探测，大大提高了信号噪声比。

中国科学院高能物理研究所研究员黄燕萍与南京大学物理学院教授金山合作，并指导中国科学院高能物理研究所博士生张鹏，通过复杂的量子态干涉分析，首次测量了X(2370)粒子的自旋-宇称量子数以及其质量、产额等基本性质。实验结果与人们长期寻找的标准模型理论中最轻赝标量胶球的特性一致，是支持胶球存在的强有力实验证据。

此外，北京谱仪III探测器和北京正负电子对撞机加速器运行维护团队在数据采集过程中、北京谱仪III离线软件团队和中国科学院高能物理研究所计算中心在数据分析过程中，都为本次发现提供了保障。中国科学院高能物理研究所研究员陈莹团队在理论上对胶球特性做出了系统研究。