I et halvt århundrede har fysikere søgt efter en partikel lavet af ren kraft. Nu siger et team i Kina, at de har fundet det stærkeste bevis endnu for, at den undvigende 'glueball' er ægte.
En partikel bygget af kraft
Almindeligt stof er bygget af kvarker, som holdes sammen af partikler kaldet gluoner. Gluoner bærer den stærke kraft, den vekselvirkning, der binder protoner og neutroner inde i atomkernen. Teorien siger, at gluoner også kan klumpe sig sammen alene og danne eksotiske partikler kaldet glueballs.
Fysikere forudsagde glueballs i begyndelsen af 1970'erne som en del af kvantekromodynamik, den teori, der beskriver den stærke kraft. Men at detektere en har taget årtier. Glueballs er ustabile og henfalder næsten øjeblikkeligt og efterlader kun spor i partikeldetektorer.
Femten års søgen
De nye beviser kommer fra Beijing Spectrometer III (BESIII)-kollaborationen, et internationalt eksperiment ved Beijing Electron Positron Collider. Forskere fra 15 lande brugte 15 år på at sortere milliarder af målinger fra den underjordiske kolliderer.
Teamet fokuserede på en partikel kendt som X(2370), først observeret i 2011. Deres analyse viser, at den hovedsageligt er lavet af gluoner. En nøgleclue: partiklen har ingen kvark-smage, hvilket er præcis, hvad en ægte glueball burde se ud som.
En triumf for standardmodellen
Teamet præsenterede deres resultater på den internationale konference om højenergifysik i Natal, Brasilien, sidste uge. Fysikere verden over hilste fundet velkommen. Amerikanske og israelske forskere kaldte det en 'triumf', der bekræfter en central forudsigelse i moderne fysik.
Resultatet lukker ikke sagen. Fysikere siger, at der er behov for flere målinger for fuldt ud at bekræfte, at X(2370) er en glueball, og nogle håber at finde andre glueball-kandidater med forskellige masser. Men beviset er det stærkeste hidtil, og det bringer et halvt århundrede gammelt puslespil tæt på en løsning.
Hvis det bekræftes, vil glueballen fuldende et billede af stof, som fysikere har opbygget gennem årtier: kvarker og gluoner, bundet af kraft, der bygger alt fra atomer til stjerner.