近日，北京谱仪BESIII实验发现了一个质量为1882 MeV/c2的新共振结构X（1880），很可能为质子-反质子束缚态。该研究成果于2024年4月9日发表在《物理评论快报》上（Phys.Rev.Lett. 132,151901 (2024)），被选为亮点论文，同时被美国物理学会以“Evidence of a new subatomic particle（一个新亚原子粒子的证据）”为标题作新闻报道。该成果的主要完成人是中国科学院高能物理研究所房双世研究员、博士研究生陈通和广西师范大学秦丽清副教授等北京谱仪Ⅲ合作组成员。

量子色动力学预言存在超出传统夸克模型的新型强子态。寻找和研究新型强子态对认识微观物质形态和研究强相互作用具有重要的科学意义。理论预言质子和反质子可通过强相互作用力结合形成一种寿命极短的状态，称为质子-反质子束缚态。寻找这样的新型强子态是高能物理实验的重要目标之一。

2013年，BESIII实验首次在J/ψ粒子辐射衰变为3对正负π介子的过程中，发现了共振结构X(1840)，对该共振态的进一步检验以及如何理解其性质是摆在物理学家面前的首要问题。利用BESIII实验累积的更高统计量的J/ψ数据样本——100亿，研究团队在末态粒子系统3(π+π-)不变质量谱上，首次观测到了一种反常结构。该结构由两个共振结构叠加形成，除2013年发现的X(1840)之外，还存在一个新的共振结构，被命名为X(1880)，并测得其质量和宽度分别为1882.1±1.7±0.7 MeV和30.7±5.5±2.4 MeV，统计显著性大于10倍标准偏差。这个新共振结构的质量恰好比一个质子和一个反质子之和略重一点，其性质很像是质子-反质子束缚态。研究结果既证实了X（1840）的存在，新共振态X（1880）的发现更为质子-反质子束缚态的存在提供了新的实验依据。

核子-反核子束缚态示意图

北京谱仪Ⅲ探测器维护和离线软件团队、北京正负电子对撞机的加速器运行维护团队为数据采集和分析做出了重要贡献。我校作为BESIII国际合作组的主要成员单位之一，物理科学与技术学院粒子物理实验团队在BESIII实验的物理研究中作出了重要贡献。

相关研究结果同时还被中国科学院、中国科学院高能物理研究所和BESIII合作组新闻报道。