Physiker bestätigen Existenz eines Glueballs: Teilchen aus reiner Kraft

Nach fast 50 Jahren der Suche hat ein internationales Physikerteam das bisher deutlichste Beweisstück für die Existenz eines Glueballs präsentiert – ein exotisches Teilchen, das vollständig aus krafttragenden Gluonen besteht und keine Quarks enthält. Die Ergebnisse wurden am 5. August auf der International Conference on High Energy Physics in Natal, Brasilien, bekannt gegeben.global.chinadaily

Die Entdeckung bestätigt eine langjährige Vorhersage der Quantenchromodynamik, der Theorie, die die starke Kernkraft beschreibt, welche Atomkerne zusammenhält.

Ein Jahrzehnt an Daten

Die BESIII-Kollaboration, die den Beijing Electron Positron Collider II (BEPCII) am Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften betreibt, fand heraus, dass das Teilchen X(2370), das erstmals 2011 entdeckt wurde, überwiegend ein Glueball ist. Die Forscher analysierten mehr als 10 Milliarden J/ψ-Meson-Zerfallsereignisse, um ihre These zu untermauern. Von diesen Milliarden Kollisionen lieferten nur etwa 5 000 das Zielsignal.sciencealert+1

Im Jahr 2024 veröffentlichte das Team Messungen der Masse und der Spin-Parität von X(2370) in den Physical Review Letters und stellte eine exakte Übereinstimmung mit den theoretischen Vorhersagen für den leichtesten Glueball fest. In ihrer neuesten Analyse bestätigten sie die "Flavor-Singlet"-Natur des Teilchens – was bedeutet, dass es ohne Bevorzugung einer bestimmten Quark-Art zerfällt –, was Forscher als "die wichtigste Eigenschaft eines Glueballs" bezeichnen.wionews+1

Eine beispiellose Form von Materie

"Wir haben es vor 15 Jahren gefunden, aber die Bestätigung seiner Identität war extrem schwierig. Wir haben große Anstrengungen unternommen und eine vollständige Beweiskette aufgebaut, bevor wir es der internationalen Gemeinschaft mitteilten", sagte Jin Shan, Professor an der Universität Nanjing, der die Entdeckung leitete.global.chinadaily

Jin beschrieb den Glueball als eine "beispiellose Form von Materie", die "nicht nur ermöglicht, dass die Theorie der starken Wechselwirkungen ihren strengsten Test besteht, sondern auch die Grenzen unseres Verständnisses der physikalischen Welt erheblich erweitert".sciencealert+1

Internationales Lob

Die Entdeckung hat internationale Anerkennung bei Physikern gefunden. Colin Morningstar, Professor an der Carnegie Mellon University, nannte das Ergebnis "eine monumentale Leistung für die Grundlagenphysik", während William Detmold, ein theoretischer Physiker am MIT, sagte, die Entdeckung "erfülle alle Anforderungen".global.chinadaily

Wang Yifang, Akademiker an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, ordnete die Leistung historisch ein: "Diese Entdeckung war das Ergebnis von fünf Generationen von Wissenschaftlern, die über vier Jahrzehnte hinweg gearbeitet haben. Viele sind auf dem Weg ausgestiegen, weil die Aufgabe zu schwierig erschien. Diejenigen, die geblieben sind, haben schließlich die Antwort gefunden."global.chinadaily