Kinijos fizikai patvirtino gliuonų kamuolį: tai nauja vien iš jėgos sudaryta materijos forma

Fizikai pateikė kol kas tiesioginius įrodymus, kad gliuonai, dalelės, pernešančios stipriąją branduolinę sąveiką, gali jungtis tarpusavyje ir sudaryti visiškai naujos rūšies materiją. Tai padėjo išspręsti beveik 50 metų trukusį dalelių fizikos uždavinį.

Pekino elektronų ir pozitronų greitintuve dirbanti bendradarbiavimo grupė BESIII ketvirtadienį paskelbė, kad dalelėje, žinomoje kaip X(2370), dominuoja pseudoskaliarinis gliuonų kamuolio komponentas. Rezultatai trečiadienį pirmą kartą buvo pristatyti specialioje plenarinėje ataskaitoje Tarptautinėje aukštųjų energijų fizikos konferencijoje Natale, Brazilijoje.english.news+1

Grynos jėgos kamuolys

Skirtingai nuo įprastų dalelių, sudarytų iš kvarkų, gliuonų kamuolys susideda tik iš gliuonų, sąveikos nešiklių, sujungiančių kvarkus protonų ir neutronų viduje. Tokių dalelių egzistavimas buvo numatytas XX a. 8-ajame dešimtmetyje remiantis kvantine chromodinamika, aprašančia stipriąją sąveiką, laikančią atomų branduolius kartu. Fotonai, pernešantys elektromagnetinę sąveiką, praskrieja vienas pro kitą be kliūčių. Tačiau gliuonai patys turi tą patį krūvį, kurį perneša, o tai reiškia, kad jie gali traukti vienas kitą ir jungtis tarpusavyje.chinadaily

Rasti gliuonų kamuolį pasirodė esą kur kas sunkiau nei numatyti jo egzistavimą. Dalelė X(2370) BESIII duomenyse pirmą kartą pastebėta 2011 metais. 2024 metais komanda išmatavo jos sukinio ir lyginumo kvantinius skaičius (0⁻⁺), kurie atitiko teorines lengviausio pseudoskaliarinio gliuonų kamuolio prognozes. Masė, siekianti maždaug 2 360 milijonų elektronvoltų, taip pat pateko į gardelės KChD skaičiavimais numatytą rėžį.bioengineer+2

Lemiamas įrodymas

Naujausiame tyrime, paremtame daugiau nei 10 milijardų J/ψ skilimo įvykių, surinktų nuo 2008 metų, buvo atrastos kelios naujos X(2370) skilimo veiksenos ir nustatyta jos „kvapų singleto“ savybė, svarbiausia charakteristika, skirianti gliuonų kamuolį nuo įprastų dalelių. Kadangi gliuonai neturi kvarkų kvapo, dalelė, kurioje dominuoja gliuoninis turinys, turėtų simetriškai sąveikauti su lengvaisiais kvarkais, o ne teikti pirmenybę kuriam nors konkrečiam kvapui.english.news+1

Mokslininkai ieškojo tam tikro skilimo modelio, kurio kvapų singleto dalelė negali sukurti, ir jokio signalo nerado, o tai atitinka gliuonų kamuolio interpretaciją.chinadaily

Ką tai reiškia fizikai

Kinijos mokslų akademijos Aukštųjų energijų fizikos institutas tai pavadino „aiškiausiu eksperimentiniu rezultatu ieškant gliuonų kamuolių per beveik penkis dešimtmečius“. Bendradarbiavimo projekte dalyvauja apie 700 mokslininkų iš 96 mokslinių tyrimų institucijų 15-oje šalių.bioengineer+1

Patvirtintas gliuonų kamuolys suteiktų galimybę tiesiogiai patikrinti KChD neabeliškąją struktūrą esant mažoms energijoms, matematinę savybę, leidžiančią sąveikos nešikliams veikti vienam kitą, ir papildytų ankstesnį asimptotinės laisvės atradimą esant didelėms energijoms. Jei tai bus patvirtinta nepriklausomomis analizėmis, X(2370) gali tapti pirmuoju įtikinamu eksperimentiniu langu į materiją, sudarytą daugiausia iš gliuonų.bioengineer