Физики нашли новые свидетельства существования частицы из одних глюонов
Физики эксперимента BESIII получили новые данные в пользу того, что частица X(2370) может быть давно предсказанным глюболом — необычным состоянием материи, состоящим преимущественно из глюонов, переносчиков сильного взаимодействия.
Источник: Sefa kart/Getty. Глюболы состоят из глюонов, которые связывают кварки с образованием протонов и нейтронов.
МОСКВА, 13 августа /Новости науки/. Международная группа физиков получила новые свидетельства существования глюболов — частиц, образованных глюонами без обычных составляющих протонов и нейтронов — кварков. Результаты коллаборации Beijing Spectrometer III (BESIII) были представлены на Международной конференции по физике высоких энергий в бразильском Натале, сообщает журнал Nature.
Глюоны переносят сильное взаимодействие — одну из четырех фундаментальных сил природы. Именно они связывают кварки внутри протонов и нейтронов. Особенность сильного взаимодействия состоит в том, что глюоны способны взаимодействовать не только с кварками, но и друг с другом. Поэтому теория квантовой хромодинамики давно предсказывает возможность существования связанных состояний, состоящих преимущественно из самих глюонов, — глюболов. Однако надежно обнаружить такую частицу физикам не удавалось десятилетиями.
«Если посмотреть на совокупность доказательств, которые они собирали десятилетиями, нынешние результаты выглядят довольно убедительными», — отметил физик Сиднейского университета Брюс Ябсли, изучивший данные BESIII. При этом исследователи подчеркивают, что единственного решающего доказательства природы частицы пока нет.
Главным кандидатом на роль глюбола стала частица X(2370), впервые обнаруженная исследователями BESIII в 2011 году. Ее масса соответствовала теоретическим расчетам для одного из типов глюболов. Кроме того, X(2370) возникает при распаде более тяжелой частицы — J/ψ-мезона. Такие распады считаются одним из наиболее перспективных процессов для поиска глюболов.
За последующие 13 лет участники BESIII проанализировали данные почти о 10 млрд распадов J/ψ-мезонов. В 2024 году ученым удалось определить спин и четность X(2370). Оказалось, что она относится к псевдоскалярным частицам и имеет квантовые числа 0−+, что соответствует предсказаниям для легкого псевдоскалярного глюбола. Новые данные, представленные физиками, усилили аргументы в пользу того, что значительная часть структуры X(2370) действительно связана с глюонами.
Подтверждение существования глюболов стало бы важной экспериментальной проверкой квантовой хромодинамики. Кроме того, их изучение может помочь разобраться в происхождении массы обычного вещества. Массы кварков составляют лишь небольшую часть массы протона, тогда как основная ее доля возникает благодаря энергии сильного взаимодействия между кварками и глюонами. Глюбол, в котором эта динамика проявляется особенно наглядно, может стать удобным объектом для исследования этого механизма.
Глюоны переносят сильное взаимодействие — одну из четырех фундаментальных сил природы. Именно они связывают кварки внутри протонов и нейтронов. Особенность сильного взаимодействия состоит в том, что глюоны способны взаимодействовать не только с кварками, но и друг с другом. Поэтому теория квантовой хромодинамики давно предсказывает возможность существования связанных состояний, состоящих преимущественно из самих глюонов, — глюболов. Однако надежно обнаружить такую частицу физикам не удавалось десятилетиями.
«Если посмотреть на совокупность доказательств, которые они собирали десятилетиями, нынешние результаты выглядят довольно убедительными», — отметил физик Сиднейского университета Брюс Ябсли, изучивший данные BESIII. При этом исследователи подчеркивают, что единственного решающего доказательства природы частицы пока нет.
Главным кандидатом на роль глюбола стала частица X(2370), впервые обнаруженная исследователями BESIII в 2011 году. Ее масса соответствовала теоретическим расчетам для одного из типов глюболов. Кроме того, X(2370) возникает при распаде более тяжелой частицы — J/ψ-мезона. Такие распады считаются одним из наиболее перспективных процессов для поиска глюболов.
За последующие 13 лет участники BESIII проанализировали данные почти о 10 млрд распадов J/ψ-мезонов. В 2024 году ученым удалось определить спин и четность X(2370). Оказалось, что она относится к псевдоскалярным частицам и имеет квантовые числа 0−+, что соответствует предсказаниям для легкого псевдоскалярного глюбола. Новые данные, представленные физиками, усилили аргументы в пользу того, что значительная часть структуры X(2370) действительно связана с глюонами.
Подтверждение существования глюболов стало бы важной экспериментальной проверкой квантовой хромодинамики. Кроме того, их изучение может помочь разобраться в происхождении массы обычного вещества. Массы кварков составляют лишь небольшую часть массы протона, тогда как основная ее доля возникает благодаря энергии сильного взаимодействия между кварками и глюонами. Глюбол, в котором эта динамика проявляется особенно наглядно, может стать удобным объектом для исследования этого механизма.
