Китайские ученые впервые представили экспериментальные доказательства существования глюбола — новой формы материи, состоящей исключительно из глюонов, переносчиков сильного взаимодействия. Частица X(2370), зафиксированная на китайском коллайдере BEPCII, по своим характеристикам полностью соответствует теоретическим предсказаниям, сделанным более 50 лет назад.
Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, атомы состоят из фермионов (кварков), образующих протоны и нейтроны, а также из калибровочных бозонов — глюонов, которые отвечают за сильное взаимодействие между кварками. Ранее выдвигалась гипотеза, что глюоны могут взаимодействовать друг с другом, формируя связанные состояния без участия кварков, которые называют глюболами.
Поиски таких частиц велись на протяжении последних 50 лет. В 2011 году исследователи на установке BESIII, работающей на Пекинском электрон-позитронном коллайдере II (BEPCII), зафиксировали частицу, получившую обозначение X(2370). За последующие 13 лет в ходе анализа распадов более 10 миллиардов J/ψ-мезонов ученым удалось определить квантовые характеристики этой частицы — значение спина и четности как 0⁻⁺. Эти параметры, а также масса частицы, соответствуют теоретическим предсказаниям для глюбола.
В недавних работах коллектив ученых изучил дополнительные каналы распада X(2370) и подтвердил ее «аромат-синглетную» природу, что означает отсутствие характерных для кварков сигнатур ароматов. Этот признак считается главным для идентификации глюбола и позволяет выстроить цепочку экспериментальных аргументов в пользу существования псевдоскалярного глюбола.
Представленные результаты рассматриваются как свидетельство в пользу того, что глюоны могут образовывать связанные состояния. В теоретическом плане это подтверждение предсказаний квантовой хромодинамики (КХД), в частности ее неабелевой калибровочной структуры, которая допускает прямое взаимодействие глюонов. Эти данные подтверждают корректность моделей квантовой хромодинамики в области низких энергий.
Читайте также: Ученые придумали, как увеличить память жестких дисков и сделать их долговечнее.