北京正负电子对撞机上的北京谱仪BESIII实验国际合作组利用已经收集的100亿J/ψ实验数据，在J/ψ->Υπ+π-η'过程中首次观测到X(2600)粒子。这一实验研究成果由37000cm威尼斯金山教授与中国科学院高能物理研究所黄燕萍青年特聘研究员和娄辛丑研究员为主合作并指导博士生吴金飞完成。

此次BESIII合作组在J/ψ->Υπ+π-η'过程中观测到的这一新粒子X(2600)，实验确认其统计显著性大于20倍标准偏差，如图一所示，并测量到X(2600)的两个主要衰变模式f₀(1500) η'和X(1540) η''的产额。这一结果是寻找研究新强子态领域又一新的重要成果。下一步在更多的衰变末态中寻找X(2600)粒子并测定其自旋宇称，对理解X(2600)粒子的本质至关重要。

图一：质量谱

自然界已发现的强子由2个或者3个夸克组成，而量子色动力学（QCD）允许多夸克态、混杂态和胶球等新型强子的存在。因此，实验上发现多夸克态、混杂态和胶球对检验和发展QCD以及强子唯象理论模型具有重要意义，一直是世界上许多高能物理实验的最重要物理目标之一。近年来，格点QCD理论取得了巨大的进展，为实验研究介子谱以及超出夸克模型的新型强子态提供了重要的理论依据，并预言了基态赝标量胶球的质量范围为 2.3–2.6 GeV/c²。

BESIII 实验利用正负电子对撞可以产生大量的粲偶素粒子，其中J/ψ 的辐射衰变被公认为是寻找新型轻强子态特别是胶球的理想场所。目前实验上已确认的质量大于2GeV的粒子非常稀少。2012年BESIII实验首次在J/ψ辐射衰变中观测到与格点QCD预言的基态赝标量胶球质量一致的共振态X(2370)。通过更多实验数据进一步探索该粒子的内部结构，并更广泛地寻找可能的2.0GeV以上的新粒子，缩小对质量大于2GeV的粒子认识的盲区，对于深入理解新型强子谱学有重要意义。

目前，BESII和BESIII实验已在J/ψ的辐射衰变的质量谱上发现了一系列新粒子，包括X(1835)、X(2120)、X(2370)和X(2600)。这一系列重要实验结果是基于中国自主研制设备，利用在中科院高能所运行的大科学装置北京正负电子对撞机和北京谱仪，并由中国组主导完成。金山教授在这一系列发现中做出主要贡献，并因发现X(1835)新粒子获得2013年国家自然科学二等奖（排名第一）。

以上发现X(2600)新粒子的成果已于2022年7月19日在线发表在《物理评论快报》杂志上[Phys. Rev. Lett. 129 (2022) 042001]。

参考文献：

PRL在线发表文章链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.042001