拆到原子最深处,中国科学家揪出了纯由“力”捏成的物质
你手里的手机、面前的桌子、甚至你自己的身体,拆开来看是什么?
中学课本告诉我们:分子拆成原子,原子拆成原子核和电子,原子核再拆成质子和中子。那质子和中子还能不能再拆?
能。拆到最后,是夸克。
打个比方,质子就像三个小球被绑在一起。把它们绑住的“绳子”,是一种叫胶子的粒子。胶子负责传递强相互作用力,是宇宙中最强的一种力,比电磁力强上百倍。夸克靠它死死绑在一起,永远别想单独跑出来。
到这儿,已经是人类已知物质结构的“最深处”了。
但故事还没完。
胶子和光子不一样。光子传递电磁力,但光子本身不带电荷,两束光交叉穿过,互不干扰。胶子却携带一种叫“色荷”的东西,它不仅能跟夸克作用,还能跟自己作用。 什么意思?就好比:普通的绳子只能绑东西,而这种绳子,自己就能跟别的绳子缠成一团。
上世纪七十年代,物理学家盖尔曼提出了一个大胆推论:既然胶子能互相缠绕,那一群胶子会不会自己抱成一团,形成一个完全不需要夸克的粒子?
这就是胶球——一团纯粹由“力”凝结成的球。
听起来离谱,但理论计算说是可能的。不过从1972年提出到今天,整整五十多年,全世界最顶尖的加速器找了一圈又一圈,始终没有拿到决定性证据。
为什么这么难找?
因为胶球寿命极短,一产生就瞬间衰变,你根本来不及“看”它长什么样。而且它的衰变信号,跟普通粒子混在一起,就像把一滴牛奶倒进大海,知道它在,但捞不出来。
最终把它捞出来的,是中国团队。
南京大学金山教授和中国科学院高能物理研究所黄燕萍研究员带领团队,依托北京正负电子对撞机,一干就是15年。2011年,他们在海量数据里发现了一个可疑的新粒子,编号X(2370)——就像在熙熙攘攘的人群中,突然看到一个特别显眼的身影,但不知道他是谁。
接下来的13年,他们反复验证这个粒子的自旋、宇称,直到2024年确认它与理论预言的胶球特征完全吻合。但这还不够。最终一锤定音的,是测出了它的“味单态”性质——普通粒子都带有某种夸克的“味道”,而胶球由纯胶子构成,不该有任何味道。实验结果:完美符合。
这意味着什么?
过去我们认为,“力”只是黏合剂,物质才是实体。胶球的证实彻底翻了过来——力本身,就能构成物质。 就好比你一直以为水泥只能用来粘砖头,结果发现水泥自己也能盖成一栋房子。
中国科学院院士王贻芳说了一句话:“这个世界不只由夸克和电子构成,也可以由胶球构成。而胶球,是中国人第一次发现的。”
从原子到夸克,人类走了两千年。从夸克到胶球,人类等了五十年。而最终抓住这个“宇宙幽灵”的,是一群在地下实验室里,对着一堆数据死磕了十五年的中国科学家。
你觉得“力能变成物质”这个发现,未来会改变什么?评论区聊聊。



