Важна част от Стандартния модел на физиката на елементарните частици, квантовата хромодинамика описва силното взаимодействие на кварки и глуони, за да се създаде обикновената материя, която виждаме, докосваме и вкусваме.

Кварките са фундаментални субатомни частици, които се комбинират, за да образуват познати бариони като протони и неутрони, а глуоните са квантовото „лепило Горила“, което свързва кварковата им структура. В продължение на близо 50 години физиците търсят „глуболове“ – екзотични частици, предсказани от тази теория за силното взаимодействие. Сега сътрудник, работещ в колайдер в Пекин, твърди, че има най-ясните доказателства досега, че известна частица, наречена X(2370), е доминирана от едно от тези неуловими състояния.

„Глуболът е важно предзнамененование на квантовата хромодинамика: теорията, която описва силното взаимодействие, и е единственият вид частица в природата, съставена изцяло от силови медиатори“, обяснява в изявление международният екип от изследователи, стоящи зад откритието.

Физиците пресяха останките от сблъсъци на високоенергийни частици, за да открият убедителни доказателства за този глубол, съставен предимно от глуони – безмасови носители на сила на силното взаимодействие между кварките.

Същата основна физика поражда и остатъчната силна сила, която свързва протоните и неутроните в атомното ядро, подобно на това как фотоните носят електромагнитната сила.

Новите доказателства за ефимерното съществуване на този екзотичен, нестабилен глубол идват от скорошна презентация, представена на Международната конференция по физика на високите енергии в Бразилия.

Анализът на екипа предполага, че глуболът е „доминиращата съставка“ на X(2370), частица, открита през 2011 г. от колаборацията Beijing Spectrometer III (BES III) в Института по физика на високите енергии (IHEP) в Пекин.

Тази колаборация използва Пекинския електронен позитронен колайдер II (BEPCII), ускорител на частици и колайдер, който разбива електрони в техните антиматерийни еквиваленти, наречени позитрони, за да изследва объркващата физика на елементарните частици.

Полученият глубол е „безпрецедентна форма на материя“, казва Джин Шан, физик на елементарни частици в университета в Нанкин и един от ръководителите на изследователския екип. „Това не само позволява на теорията, описваща силните взаимодействия, да премине най-строгия си тест, но и значително разширява границите на нашето разбиране за физическия свят“, продължава той.

Когато частиците се сблъскат с почти светлинна скорост, успешната експлозия на субатомни конфети води до истинска поредица от краткотрайни продукти. Един от тях е J/ψ (J/psi) мезонът: субатомна частица, която се появява при сблъсъци с висока енергия и се разпада почти веднага.

Тези разпади „предоставят един от най-добрите начини за търсене на глуболове, а търсенето на глуболове е една от основните цели на физиката на колайдера от десетилетия“, казват изследователите.

Преди това в проучване, публикувано в сп. Physical Review Letters през 2024 г., изследователите анализираха 10 милиарда събития на разпад на мезони.

Те за първи път измериха масата и спиновата четност на частицата X(2370) – свойство, което диктува нейните взаимодействия и почти мигновено разпадане, – като откриха пълно съответствие между експерименталните си стойности и прогнозите. Сега те идентифицираха допълнителните ѝ режими на разпад и определиха нейния вкусово-синглетен характер, „най-важната характеристика на глубола“.

Необходими са още експерименти, за да се потвърдят и ограничат прототипите на силно езотеричния глубол; с други думи, повече сблъсъци на частици. Засега изследователите по същество са изключили всякакви други алтернативни обяснения, базирани на това как техните измервания на X(2370) се сравняват с теоретичните прогнози.

И все пак това откритие изяснява природата на частица, която е напълно чужда на нашите ежедневни усещания и наблюдения на макросвета. То също така подчертава напредъка в технологиите и аналитичните техники, които наскоро разкриха още една десетилетия развиваща се физическа мистерия. Авторите описват работата си като най-ясния експериментален резултат, произлизащ от близо 50 години търсения на глубол, подкрепяйки дългогодишното теоретично предсказание, че лепилата могат да се свързват в нова форма на материя.

Снимка: Unsplash/BESIII/IHEP

Виж още: Умната джаджа на OpenAI: с камери, ChatGPT, колонка, компактна и – изненада – скъпа