日前，吉林大学物理学院宋维民教授团队及合作者利用北京谱仪III（BESIII）实验获取的数据，在反中子-质子相互作用研究中取得重要进展。相关成果以“Study of the Reactions n̄p → 2π⁺π⁻, 2π⁺π⁻π⁰, and 2π⁺π⁻2π⁰ Using J/ψ → pπ⁻n̄”为题，于2026年7月14日在线发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

反核子与核子的湮灭过程是研究低能强相互作用的重要途径。反中子不带电荷，不受库仑相互作用影响，具有独特的研究优势。然而，由于反中子的产生和控制十分困难，相关实验数据长期较为匮乏，尤其在反中子动量高于800 MeV/c的区域，此前一直缺少实验测量。

依托于宋维民教授获批的国家自然科学基金委原创探索项目，本研究利用BESIII实验采集的约100亿个 J/ψ 事例，通过 J/ψ → pπ⁻n̄ 衰变产生连续动量分布的反中子，并重建质子和π 介子确定反中子的动量和运动方向，巧妙使用BESIII束流管冷却油中氢原子核提供的近静止质子作为反应靶，为在正负电子对撞机环境下研究反中子-核子相互作用提供了新的实验方法。

图1 利用 J/ψ → pπ⁻n̄ 衰变产生反中子并研究其与质子相互作用的示意图

研究团队首次测量了 n̄p → 2π⁺π⁻、n̄p → 2π⁺π⁻π⁰ 和 n̄p → 2π⁺π⁻2π⁰ 三个反应过程的截面，覆盖200—1174 MeV/c的反中子动量范围。其中，800 MeV/c以上区域的结果填补了此前实验数据的空白。研究还在末态粒子不变质量分布中观察到明显的 ρ 和 ω 中间态信号，为研究核子-反核子湮灭动力学及发展相关相互作用模型提供了新的实验依据。

图2 三个反中子-质子反应过程的截面测量结果及与已有实验结果的比较

该工作开创了在正负电子对撞机环境下研究反中子-核子非弹性散射的新途径。未来，高亮度超级粲陶工厂等下一代加速器装置有望提供更大规模的 J/ψ 数据样本，为反中子及其他长寿命反重子与核子相互作用的精密研究提供新的实验平台。

在合作组内部的研究备忘录中，吉林大学物理学院博士研究生张兆领为第一作者。参与该工作的研究人员来自吉林大学、中国科学院高能物理研究所等单位。该研究得到国家自然科学基金委员会，吉林大学等单位的支持。

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/nm5t-qk3h?