我们所熟知的物质，其基本构成单元是质子和中子，而这些粒子内部又由夸克组成。夸克之间的强相互作用力则是通过一种被称为胶子的粒子传递，使它们紧密结合在一起。长久以来，科学家们一直在探索一个问题：既然胶子可以传递力量，它们是否也能够在没有夸克的情况下相互结合，形成一种新的粒子？这种由胶子完全组成的粒子被称为胶球。它是量子色动力学理论的重要预言之一，但由于其极短的存在时间，历经近50年仍未被直接观测到。
不过，最近，北京谱仪III（BESIII）合作组发布了令人振奋的研究成果，确认了之前发现的X(2370)粒子很可能就是科学界一直在寻找的最轻的0⁻⁺赝标胶球。这一发现提供了迄今为止支持胶球存在的最有力证据。由于胶子本身不带电荷，无法通过电磁手段直接观察，而胶球一旦形成会迅速衰变，科学家只能通过分析其衰变产物来逆推其存在和性质。
在经历长期研究后，物理学家们确定了寻找胶球的理想环境，即J/ψ粒子的辐射衰变。这个粒子由一对正反粲夸克构成，其衰变时会释放出大量的胶子，从而为胶球的形成提供了温床。在2011年，BESIII团队首次通过分析约2.25亿个J/ψ衰变事件，发现了新的粒子X(2370)，并测定其质量约为2376兆电子伏特。经过十多年的进一步研究，该团队逐步记录了约100亿个J/ψ衰变事件，揭示了该粒子更多的特征。到2024年，研究人员首次证实了其自旋宇称为0⁻⁺，这是粒子的核心量子属性，如同其身份标识。
尽管质量和量子数揭示了其特性，但这些并不足以确认其身份，因为不同结构的粒子可能具有相同的质量和量子数。确认胶球的最关键证据之一是其味单态属性。一般的介子是由夸克和反夸克构成，具有特定的味道，而胶球则不受此限制，意味着其衰变模式可以与普通粒子截然不同。此次研究中，团队特别检查了X(2370)衰变为K*(892)介子与反K介子的通道。如果X(2370)是普通的夸克-反夸克介子，其衰变模式应当十分显著。但是，团队在大量数据中没有找到该衰变的明显信号，最终在90%的置信水平下设定了严格的上限，表明这一衰变的分支少于1.6%。这一结果直接证明了X(2370)是味单态粒子，这是人类首次在1吉电子伏特以上的质量区间观察到味单态轻强子，完全符合胶球理论的预期。
除了味单态属性，X(2370)还有许多特征与胶球的预言相符，但很难用其他理论解释。例如，它在J/ψ辐射衰变中的产额显著高于普通强子；与粲偶素ηc的衰变模式相似，但每个衰变通道的分宽度较小，符合胶球衰变的抑制特征；同时，它的衰变为光子加ω和光子加φ的过程被强烈抑制，这说明其内部的夸克成分非常少，与纯胶子主导的结构吻合。研究团队不断排查其他可能解释，发现普通夸克-反夸克介子无法解释其味单态和辐射衰变抑制现象，而多夸克态或混杂态的衰变则应受OZI允许的模式主导，分宽度会更宽，重子偶素的产量也无法达到如此高水平。综合所有实验数据，只有以胶球为主导的模型能够合理解释所有观察结果。
这一重大成果标志着胶球探索的一个重要里程碑，不仅使量子色动力学这一基础理论再次经历了严格的实验考验，也为纯作用力载体形成独立粒子的理论预言提供了至今最为完整的观测证据，进一步拓展了我们对物质形态的理解。研究团队正在继续累积更多数据，计划通过测量更丰富的衰变通道，进一步确认胶球成分的精确比例。随着探测技术的不断进步，我们对胶球的神秘面纱将逐渐揭开，从而深入理解宇宙中最基本的强相互作用。
