8月6日，在巴西举行的国际高能物理大会上，北京谱仪Ⅲ实验（BESIII）国际合作组以大会特别报告形式宣布：经过15年持续研究，已建立证明胶球存在的完整实验证据链。至此，困扰粒子物理学界近半个世纪的胶球存在之谜，得以解开。（注：北京谱仪III，BESIII，Beijing Spectrometer III的缩写，是安装在北京正负电子对撞机上的一台大型粒子物理探测器。）

  北京谱仪III (BESIII) 探测器，图源中国科学院高能物理研究所

  要理解这条新闻的分量，需要回到物质结构的最底层。质子和中子由夸克构成，夸克之间靠胶子传递强相互作用力。这一逻辑与光子传递电磁力类似，但胶子有一处根本不同：光子不会自己吸引自己，胶子会。量子色动力学由此预言，胶子之间可以相互吸引，形成一种全新粒子：胶球。它是自然界中唯一完全由“力的传递者”自身凝聚而成的粒子。

  理论预言了半个世纪，实验上始终找不到。原因在于，胶球在真实实验环境中可能与普通夸克粒子发生混合，信号模糊难辨。世界多个实验曾发现疑似线索，却从未形成完整证据链。能不能找到胶球，是检验量子色动力学理论大厦是否成立的关键实验判据。

  证据链的构建，是一条漫长的路。

  2011年，BESIII实验在J/ψ粒子衰变产物中发现新粒子X(2370），疑似胶球。但发现一个新粒子，不等于知道它是什么。此后13年间，团队持续积累数据。2024年，他们利用约100亿个J/ψ粒子衰变事例，测出X(2370）的自旋宇称量子数为0⁻⁺，其质量与格点量子色动力学的理论预言完全一致。这是关键一步，但还不够，要确认胶球身份，还需要最后一项证据：“味单态”性质。

  普通强子都包含上夸克、下夸克、奇异夸克等夸克组分；而胶球由纯胶子构成，没有夸克，因此不携带任何夸克“味”信息，表现为味单态。由南京大学金山教授与中国科学院高能所黄燕萍研究员共同领导的团队，最终发现X(2370）的多个新衰变模式，首次测出其“味单态”特征。至此，从质量、量子数到味单态，证据链闭环了。

  15年，100亿个J/ψ事例，15个国家、96个研究机构、约700名科学家参与。数字背后是科研的常态：持续积累，精密测量，国际合作。

  胶球被确认，验证的不仅是某个理论预言，更是“相互作用本身也能形成稳定物质结构”这一深层认知。它表明宇宙不仅由物质组分构成，也由物质背后的基本相互作用塑造。

  但这项发现真正值得思考之处，在于它如何被做出来。

  大科学装置的运行逻辑，与公众熟悉的“投入—产出”节奏截然不同。北京正负电子对撞机2008年完成重大升级改造，此后持续采集数据，从100亿个J/ψ衰变事例中逐一筛选、反复验证。没有哪一步可以加速，没有哪个环节可以跳过。从2011年初见信号，到2024年测定量子数，再到2026年确认味单态，每一步都建立在前一步的精密测量之上，每一步都可能走入歧途后折返重来。

  基础研究的本质决定了它无法被“催熟”。一个理论预言提出后，可能要等半个世纪才能等到实验验证；一台大科学装置从立项到产出标志性成果，可能要跨越几代科研人员的职业生涯。这不是效率低下，而是探索未知的固有节奏。用工程项目的考核逻辑衡量基础研究，用短期产出倒逼长期探索，是用错误的尺子量错的对象。

  有人会问：找到一颗胶球，有什么用？

  量子色动力学建立之初，也没有人能预见它会带来什么“应用”。但正是对强相互作用的深入理解，支撑起今天核物理、加速器技术，也间接为粒子治疗等技术发展提供底层基础。基础研究的价值，往往不在当下可见的“用途”，而在它拓展人类认知边界的广度和深度。一个国家如果在基础研究上只愿做“有用”的事，最终会发现，真正“有用”的东西反而做不出来。

  BESIII合作组被称为陶-粲能区“无可争议的世界领导者”。这一地位不是喊出来的，是15年乃至更长时间的持续积累、精密测量和国际合作换来的。中国科学院高能所将胶球的发现认证概括为“持续积累、精密测量、国际合作三位一体”的典范。这三个词的核心，是对基础研究规律的尊重，也是对“久久为功”的真实践行。

  基础研究没有捷径。它需要有人愿意花15年，去做一件不确定能不能成的事。

  文/肖春芳