美國(guó)物理學(xué)家在新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志撰文稱，他們借助光子—質(zhì)子碰撞，首次對(duì)一種名為J/ψ介子的亞原子粒子進(jìn)行了測(cè)量。初步結(jié)果表明，膠子對(duì)質(zhì)子質(zhì)量的直接貢獻(xiàn)為80%以上。研究人員稱，測(cè)量在以前未探索過的能量區(qū)域進(jìn)行，有望開辟新研究領(lǐng)域。

　　J/ψ介子由一個(gè)粲夸克和一個(gè)反粲夸克組成，由光子—質(zhì)子碰撞產(chǎn)生，因此攜帶有質(zhì)子中膠子的信息�？淇耸且环N基本粒子，質(zhì)子和中子都由夸克組成；而膠子讓夸克“偎依”在一起。J/ψ介子由丁肇中等團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)。1976年，丁肇中等人因此榮膺諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　佛羅里達(dá)州立大學(xué)(FSU)強(qiáng)子物理學(xué)小組是美國(guó)能源部托馬斯·杰斐遜國(guó)家加速器設(shè)施GlueX協(xié)作組的主要成員，他們希望找出與膠子有關(guān)的新信息。

　　在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將光子束發(fā)射到GlueX光譜儀中，光子束穿過液態(tài)氫罐，并與其中的質(zhì)子發(fā)生反應(yīng)。探測(cè)器接著開始測(cè)量在對(duì)撞中產(chǎn)生的粒子，物理學(xué)家可重建對(duì)撞細(xì)節(jié)并獲得更多有關(guān)產(chǎn)生粒子的信息。

　　研究從2016年開始，研究人員每年能收集約100萬至200萬千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。他們表示，與以往研究相比，新測(cè)量在更低的能量閾值下進(jìn)行，這意味著新測(cè)量對(duì)膠子在質(zhì)子中的分布以及它們對(duì)質(zhì)子質(zhì)量的貢獻(xiàn)更敏感。

　　結(jié)果表明，產(chǎn)生的J/ψ介子比預(yù)期要多，這意味著膠子對(duì)質(zhì)子以及整個(gè)原子核質(zhì)量的貢獻(xiàn)更大，膠子對(duì)質(zhì)子質(zhì)量的直接貢獻(xiàn)為80%以上。

　　科學(xué)家們?nèi)栽谶M(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量，希望對(duì)組成原子核的粒子和力有更深入的了解。在測(cè)量碰撞中產(chǎn)生的J/ψ介子時(shí)，還可以尋找其他包含粲夸克的亞原子粒子。GlueX協(xié)作組也一直在尋找五夸克態(tài)(pentaquarks)，但迄今一無所獲。此前，中國(guó)清華大學(xué)科學(xué)家參與的LHCb實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了五夸克態(tài)的蹤跡。