宇宙里真有一种物质，不含任何“物质”| 对话“胶球”发现团队成员
本月初，有一项出自中国团队的工作成果被网友们誉为“诺奖级”的发现：8月6号，在巴西举行的国际高能物理大会上，中国科学家宣布证明胶球存在，解开了困扰学术界近半个世纪的谜题。 胶球是什么呢？这是一种“纯由力构成的物质”。 为了解释清楚上边这句天书一样的话，我们邀请了两位参与这项工作的研究者张鹏和石硕，从最基础的粒子物理知识讲起。他们来自中国科学院高能物理研究所，北京正负电子对撞机（BEPCII）上的北京谱仪III（BES III）实验国际合作组。 从发现胶球候选粒子X(2370)到建立完整证据链，一共花了15年时间，而这项工作的基础可以追溯到50年前，包含五代人的努力。 一个多小时的节目，只能带大家略微窥得这项艰苦工作的皮毛，更多的繁杂、周折、枯燥并不能一一呈现。对于这项工作的意义，他们并不想过多渲染，“它在物理上是重要的，我们就得去做”。 本期节目涉及较多粒子物理知识，强烈建议配合以下示意图收听以便理解↓ 标准模型简要示意（图源：CERN）： 含有更多信息的标准模型示意（图源：Yinweichen/wikipedia）： 正负电子对撞产生胶球示意（图源：BESIII）： 本期人物 张鹏，中国科学院高能物理研究所 中国高等科学技术中心 博士后 石硕，中国科学院高能物理研究所 在读博士生 明月，果壳主编 粒子物理101 要点汇总： 6种夸克：上夸克（u），下夸克（d）；粲夸克（c），奇异夸克（s）；顶夸克（t），底夸克（b） 6种轻子：电子（e），缪子（μ），陶子（τ）以及对应的3种中微子 夸克和轻子都分成三代，一代比一代重，且更不稳定 4种规范玻色子：光子（γ，电磁力的媒介），胶子（g，强力的媒介），W与Z玻色子（弱力的媒介） 希格斯玻色子（H），希格斯场赋予基本粒子质量 强子物质通过强相互作用形成：普通强子包括3个夸克或反夸克构成的重子（其中包括质子与中子），以及1个正夸克和1个反夸克构成的介子；奇特强子包括纯由胶子构成的胶球、四夸克态粒子、五夸克态粒子等。 01:56 6种夸克中，为什么粲夸克和其他夸克名字风格那么不一样，竟来自《诗经》 06:06 就像光传递电磁力，胶子传递的是强力；电荷有正负，色荷有红绿蓝 13:20 没有质量的胶子形成了有质量的胶球，质量可以来自强相互作用 20:08 标准模型好比元素周期表，希格斯玻色子的存在补完了拼图 21:34 胶球属于一种奇特强子，它是唯一不含有夸克的强子态 寻找胶球：15年时间，都在做什么 25:08 对撞机做的事，是撞出更重更不稳定的粒子，再通过探测衰变产物重建母粒子 26:31 谱仪好比照相机，没有谱仪就无法得知撞了之后发生了什么 29:34 名字中含有丁肇中姓的J/ψ粒子，提供了发现胶球的理想环境 33:33 赝标量胶球质量范围内意外发现的X(2370)，开启了接下来15年的工作 （注：36:51处提到的JPC代表三个量子属性，自旋、P宇称、C宇称，赝标量胶球的相应量子数为0 - +） 41:29 为了测量疑似粒子的自旋宇称数，要找到干净的衰变末态 44:23 每种夸克是一种“味道”，胶球必须满足不对任何味道有偏好 47:00 上世纪论文给出一条“捷径”，证据链终于完整了 51:32 证明几个属性，为什么要100亿个J/ψ事例那么多？ 54:36 理论物理学家解释世界，实验物理学家负责脚踏实地证明出来 那些看不见的粒子，都靠什么来证明存在 01:01:20 人眼能看到的非常有限，尺寸太小、存在时间太短、不和其他物质相互作用，都是阻碍 01:03:40 探测器可以对探测对象施加作用，让不可见变得可见 01:06:31 电子、质子、重离子、介子都可以拿来对撞 01:09:11 围绕大科学装置的实验，有什么特别？ 01:12:25 爱因斯坦不在乎的细节，我们在乎 本期嘉宾：张鹏 石硕 主播：明月 后期：Yann 欢迎收听果壳时间，这是一档果壳推出的播客节目，主播们会和嘉宾一起，提供多学科视角，还原科技的复杂性，将热议话题深挖一层。 你可以在小宇宙、苹果播客、喜马拉雅、网易云音乐、微博、QQ音乐、豆瓣、荔枝、Spotify等平台找到我们。 欢迎留下评论，你的意见对我们很重要。 在小宇宙查看该单集文稿