Прорыв в физике. Обнаружена новая неуловимая элементарная частица глюбол: что это такое

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Physical Review Letters, физики смогли обнаружить неуловимую гипотетическую элементарную частицу под названием глюбол. Она состоит из переносчиков сильного взаимодействия под названием глюоны, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Вся известная материя в основном состоит из кварков, таких как верхние и нижние кварки, которые составляют протоны и нейтроны, то есть частицы, из которых состоит ядро атома. Кварки и глюоны, действующие под влиянием сильного взаимодействия, составляют все известные адроны, барионы и мезоны. Физики предполагали, что должен существовать другой тип связанного состояния, который еще никогда не обнаруживали, то есть глюболы. Это безкварковые составные частицы, которые состоят только из связанных глюонов. И физики, как они сами считают, обнаружили первую такую частицу.

Хотя материя состоит из атомов, которые состоят из протонов, нейтронов и электронов, а протоны и нейтроны состоят из трех кварков каждый, все они удерживаются вместе глюонами с помощью сильного взаимодействия.

Физики, которые провели эксперимент на электрон-позитронном коллайдере BEPC II (находится в Пекине, Китай), объявили о том, что обнаруженная ранее экзотическая частица, названная X(2370), является глюболом, существование которого предсказывает Стандартная модель физики элементарных частиц.

Глюоны являются переносчиками сильного взаимодействия между кварками. Это взаимодействие трех разных зарядов, которое физики назвали цветом. Если взять протон, который состоит из трех кварков, то он не имеет нового заряда от сильного взаимодействия. Значит заряд трех кварков должен быть равнозначным. У каждого кварка заряд имеет разный цвет: синий, зеленый и красный. Эти цвета вместе нейтрализуют друг друга, подобно тому, как свет этих цветов может создавать белый свет.

Также есть частицы мезоны, которые состоят из одного кварка и одного антикварка. У нет цвета, а значит должен существовать антисиний, антизеленый и антикрасный цвет. Глюоны в некотором смысле представляют собой смесь цветов. Они взаимодействуют с кварками, но могут взаимодействовать и с другими глюонами. Но глюоны могут создавать частицы без наличия кварков.

Электрон-позитронный коллайдер BEPC II отлично подходит для создания такого вида мезона, как J/ψ-мезон. Эта частица состоит из очарованного кварка и очарованного антикварка и является нестабильной, а потому не может существовать очень долго.

Физики изучили распад более 10 млрд J/ψ-мезонов и считают, что обнаружили новую частицу X(2370). Цифры в скобках — это масса частицы в мегаэлектронвольтах по отношению к квадрату скорости света. Но дальнейший эксперимент позволил уточнить эту массу и она составила 2395 мегаэлектронвольтах по отношению к квадрату скорости света. Согласно теории, глюбол должен существовать с такой массой.

Новые наблюдения физиков показывают, что новая частица действительно может быть тем самым неуловимым глюболом, который еще ни разу не удалось обнаружить. Но авторы исследования считают, что нужны дополнительные эксперименты, чтобы подтвердить истинную природу обнаруженной частицы.

Новые доказательства нужны потому, что физики могли обнаружить еще один экзотический тип связанного состояния, который никак не связан с глюболом. Пока что результаты эксперимента являются самым убедительным доказательством существования глюбола, который представляет собой все еще гипотетическую частицу, предсказанную Стандартной моделью физики элементарных частиц.

Как уже писал Фокус, ученые считают, что даже без использования новой физики и экзотической энергии можно создать настоящий варп-двигатель, который позволит космическим кораблям летать в космосе почти со скоростью света.

Также Фокус писал о новом прорыве на пути к получению термоядерной энергии. Физикам удалось удерживать стабильную очень горячую плазму в реакторе намного дольше, чем раньше.