Прорив у фізиці. Виявлено нову невловиму елементарну частинку глюбол: що це таке

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Physical Review Letters, фізики змогли виявити невловиму гіпотетичну елементарну частинку під назвою глюбол. Вона складається з переносників сильної взаємодії під назвою глюони, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Уся відома матерія здебільшого складається з кварків, таких як верхні та нижні кварки, що складають протони та нейтрони, тобто частинки, з яких складається ядро атома. Кварки і глюони, що діють під впливом сильної взаємодії, складають усі відомі адрони, баріони і мезони. Фізики припускали, що має існувати інший тип зв'язаного стану, який ще ніколи не виявляли, тобто глюболи. Це безкваркові складові частинки, які складаються тільки зі зв'язаних глюонів. І фізики, як вони самі вважають, виявили першу таку частинку.

Хоча матерія складається з атомів, які складаються з протонів, нейтронів і електронів, а протони і нейтрони складаються з трьох кварків кожен, всі вони утримуються разом глюонами за допомогою сильної взаємодії.

Фізики, які провели експеримент на електрон-позитронному колайдері BEPC II (розташований у Пекіні, Китай), оголосили про те, що виявлена раніше екзотична частка, названа X(2370), є глюболом, існування якого передбачає Стандартна модель фізики елементарних частинок.

Глюони є переносниками сильної взаємодії між кварками. Це взаємодія трьох різних зарядів, яку фізики назвали кольором. Якщо взяти протон, який складається з трьох кварків, то він не має нового заряду від сильної взаємодії. Отже, заряд трьох кварків має бути рівнозначним. У кожного кварка заряд має різний колір: синій, зелений і червоний. Ці кольори разом нейтралізують один одного, подібно до того, як світло цих кольорів може створювати біле світло.

Також є частинки мезони, які складаються з одного кварка й одного антикварка. У мезонів немає кольору, а отже має існувати антисиній, антизелений і античервоний колір. Глюони в деякому сенсі являють собою суміш кольорів. Вони взаємодіють із кварками, але можуть взаємодіяти і з іншими глюонами. Але глюони можуть створювати частинки без наявності кварків.

Електрон-позитронний колайдер BEPC II чудово підходить для створення такого виду мезона, як J/ψ-мезон. Ця частинка складається з зачарованого кварка та зачарованого антикварка і є нестабільною, а тому не може існувати дуже довго.

Фізики вивчили розпад понад 10 млрд J/ψ-мезонів і вважають, що виявили нову частинку X(2370). Цифри в дужках — це маса частинки в мегаелектронвольтах по відношенню до квадрата швидкості світла. Але подальший експеримент дав змогу уточнити цю масу, і вона становила 2395 мегаелектронвольт по відношенню до квадрата швидкості світла. Згідно з теорією, глюбол має існувати з такою масою.

Нові спостереження фізиків показують, що нова частинка дійсно може бути тим самим невловимим глюболом, який ще жодного разу не вдалося виявити. Але автори дослідження вважають, що потрібні додаткові експерименти, щоб підтвердити справжню природу виявленої частинки.

Нові докази потрібні тому, що фізики могли виявити ще один екзотичний тип зв'язаного стану, який жодним чином не пов'язаний із глюболом. Поки що результати експерименту є найпереконливішим доказом існування глюбола, який являє собою все ще гіпотетичну частинку, передбачену Стандартною моделлю фізики елементарних частинок.

Як уже писав Фокус, вчені вважають, що навіть без використання нової фізики та екзотичної енергії можна створити справжній варп-двигун, який дасть змогу космічним кораблям літати в космосі майже зі швидкістю світла.

Також Фокус писав про новий прорив на шляху до отримання термоядерної енергії. Фізикам вдалося утримувати стабільну дуже гарячу плазму в реакторі набагато довше, ніж раніше.