日本J-PARC实验首度观测到φ介子 为探索物质质量起源开辟新途径

日本高能加速器研究机构(KEK)于近日宣布，由其主导的国际联合研究团队“J-PARC E16合作组”在J-PARC加速器设施的高动量束流线上，首次成功观测到质子-原子核碰撞中产生并通过电子-正电子对衰变的φ介子。该实验在日本国内实现了此前未达成的30 GeV能区探测，标志着日本在基础粒子物理研究领域取得重要进展。

此项实验由京都大学、高能加速器研究机构、理化学研究所及日本原子能研究开发机构等多家研究单位共同完成。研究人员利用J-PARC产生的高能质子束轰击核靶，通过对衰变产物电子-正电子对的精确测量，成功识别出φ介子的信号。该成果于2026年3月9日已发表于国际学术期刊《Progress of Theoretical and Experimental Physics》。

φ介子作为一种由奇异夸克及其反夸克组成的矢量介子，其产生与衰变性质是研究强相互作用与物质质量起源的重要探针。此次在30 GeV能区的突破性观测，为在更高能量下研究核物质中φ介子的产生机制及其与核环境的相互作用提供了新的实验窗口，有望对理解夸克层次物质结构及宇宙中物质质量的产生机制带来新认识。