Czym jest kulka gluonowa?
Gluony to cząstki przenoszące silne oddziaływanie jądrowe. W normalnych warunkach istnieją tylko wewnątrz jąder atomowych, sklejając kwarki. Chromodynamika kwantowa, teoria opisująca silne oddziaływanie, przewiduje, że gluony mogą również wiązać się ze sobą, tworząc cząstki bez kwarków. Te cząstki nazywane są kulkami gluonowymi. Od ponad 50 lat fizycy poszukują ich bez rozstrzygających wyników.
Odkrycie X(2370)
Eksperyment BES III, działający przy Pekińskim Zderzaczu Elektronowo-Pozytronowym II w Instytucie Fizyki Wysokich Energii, zaobserwował cząstkę zwaną X(2370) w rozpadach cząstek J/psi. Masa cząstki odpowiada przewidywaniom z sieciowej chromodynamiki kwantowej dla pseudoskalarnej kulki gluonowej, a jej wzorce rozpadu wykazują właściwości singletu zapachowego oczekiwane dla stanu zdominowanego przez kulkę gluonową. "To eksperymentalny triumf" – powiedział Science Colin Morningstar, fizyk cząstek z Carnegie Mellon University, niezwiązany z badaniami. "To najmocniejszy dotychczas dowód na to, że cząstki zdominowane przez składnik kulki gluonowej mogą istnieć w przyrodzie".
Co dalej
Następnym krokiem jest niezależna weryfikacja przez inne eksperymenty. Fizycy wskazują na proponowane Super Tau-Charm Facility w Chinach i Elektronowo-Jonowy Zderzacz budowany w Brookhaven National Laboratory w Stanach Zjednoczonych jako obiekty, które mogłyby potwierdzić wynik. Odkrycie, jeśli zostanie potwierdzone, pokazałoby, że cząstki siły utrzymujące materię razem mogą same tworzyć materię – przewidywanie chromodynamiki kwantowej, które czekało na eksperymentalny dowód przez dziesięciolecia. Eksperyment BES III, który rozpoczął się w 2008 roku, został częściowo zaprojektowany do poszukiwania właśnie tego rodzaju cząstek.