Od pół wieku fizycy poszukują cząstki zbudowanej z czystej siły. Teraz zespół w Chinach twierdzi, że znalazł najsilniejsze jak dotąd dowody na to, że nieuchwytny „glueball" jest prawdziwy.
Cząstka zbudowana z siły
Zwykła materia zbudowana jest z kwarków, które są utrzymywane razem przez cząstki zwane gluonami. Gluony przenoszą silne oddziaływanie, które wiąże protony i neutrony wewnątrz jądra atomowego. Teoria mówi, że gluony mogą również skupiać się same, tworząc egzotyczne cząstki zwane glueballami.
Fizycy przewidzieli glueballe na początku lat 70. XX wieku w ramach chromodynamiki kwantowej, teorii opisującej silne oddziaływanie. Ale wykrycie jednego zajęło dziesięciolecia. Glueballe są niestabilne i rozpadają się niemal natychmiast, pozostawiając jedynie ślady w detektorach cząstek.
Piętnaście lat poszukiwań
Nowe dowody pochodzą z kolaboracji Beijing Spectrometer III (BESIII), międzynarodowego eksperymentu przy Pekińskim Zderzaczu Elektronowo-Pozytonowym. Naukowcy z 15 krajów spędzili 15 lat na przesiewaniu miliardów pomiarów z podziemnego zderzacza.
Zespół skupił się na cząstce znanej jako X(2370), po raz pierwszy zaobserwowanej w 2011 roku. Ich analiza pokazuje, że składa się ona głównie z gluonów. Kluczowa wskazówka: cząstka nie ma zapachów kwarkowych, co jest dokładnie tym, jak powinien wyglądać prawdziwy glueball.
Triumf Modelu Standardowego
Zespół przedstawił swoje wyniki na Międzynarodowej Konferencji Fizyki Wysokich Energii w Natalu w Brazylii w zeszłym tygodniu. Fizycy na całym świecie z zadowoleniem przyjęli odkrycie. Naukowcy z USA i Izraela nazwali to „triumfem", który potwierdza centralną prognozę współczesnej fizyki.
Wynik nie zamyka sprawy. Fizycy mówią, że potrzebne są dalsze pomiary, aby w pełni potwierdzić, że X(2370) jest glueballem, a niektórzy mają nadzieję znaleźć inne kandydatki na glueballe o różnych masach. Ale dowody są najsilniejsze, jakie dotychczas zebrano, i przybliżają rozwiązanie zagadki sprzed pół wieku.
Jeśli się potwierdzi, glueball dopełni obraz materii, który fizycy budowali przez dziesięciolecia: kwarki i gluony, związane siłą, budujące wszystko, od atomów po gwiazdy.