Çin'in Pekin Elektron Pozitron Çarpıştırıcısı'nda çalışan fizikçiler, glueball'ların varlığına dair şimdiye kadarki en güçlü kanıtı ortaya çıkardı: proton ve nötronların içindeki kuarkları birbirine bağlayan kuvvet taşıyıcı parçacıklar olan gluonlardan tamamen oluşan egzotik parçacıklar. Sonuçlar geçen hafta Uluslararası Yüksek Enerji Fiziği Konferansı'nda (ICHEP) sunuldu ve arXiv ön baskı sunucusunda yayınlandı.
Glueball nedir?
Gluonlar, güçlü nükleer kuvveti ileten parçacıklardır. Normal koşullar altında yalnızca atom çekirdeklerinin içinde bulunurlar ve kuarkları birbirine yapıştırırlar. Güçlü kuvveti tanımlayan teori olan kuantum renk dinamiği, gluonların hiç kuark içermeyen parçacıklar oluşturmak için birbirlerine bağlanabileceğini de öngörür. Bu parçacıklara glueball denir. Fizikçiler 50 yılı aşkın süredir kesin bir başarı elde edemeden bunları aradılar.
X(2370) keşfi
Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü'ndeki Pekin Elektron Pozitron Çarpıştırıcısı II'de çalışan BES III deneyi, J/psi parçacıklarının bozunmalarında X(2370) adı verilen bir parçacık gözlemledi. Parçacığın kütlesi, kafes kuantum renk dinamiğinden bir psödoskalar glueball için yapılan tahminlerle eşleşiyor ve bozunma desenleri, bir glueball baskın durumun beklenen özelliklerini gösteriyor.
Araştırmaya dahil olmayan Carnegie Mellon Üniversitesi'nden parçacık fizikçisi Colin Morningstar Science'a "Bu deneysel bir zafer" dedi. "Bu, bir glueball bileşeni tarafından domine edilen parçacıkların doğada var olabileceğine dair şimdiye kadarki en güçlü kanıt."
Sırada ne var?
Bir sonraki adım, diğer deneyler tarafından bağımsız doğrulama. Fizikçiler, Çin'de önerilen Süper Tau-Charm Tesisi ve ABD'deki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda yapım aşamasında olan Elektron-İyon Çarpıştırıcısı'nın sonucu doğrulayabilecek tesisler olduğuna işaret ediyor.
Doğrulanırsa, bulgu maddeyi bir arada tutan kuvvet parçacıklarının kendilerinin madde oluşturabileceğini gösterecek: kuantum renk dinamiğinin onlarca yıldır deneysel kanıt bekleyen bir tahmini. 2008'de başlayan BES III deneyi, kısmen tam da bu tür bir parçacığı avlamak için tasarlandı.