Охотники за призраками в мире частиц

В окружающем нас мире существуют призрачные объекты, ускользающие от взгляда даже самых изощренных детекторов. Именно такой загадочной частицей является глюбол (glueball) – таинственный объект, состоящий исключительно из переносчиков сильного ядерного взаимодействия, называемых глюонами.

Поиски глюбола напоминают захватывающую охоту за призраками в микромире элементарных частиц. Чтобы понять, что такое глюбол, погрузимся в причудливый мир квантовой хромодинамики – теории, описывающей сильное взаимодействие.

Возьмем, к примеру, протон – частицу, из которой состоят ядра атомов. Он образован тремя кварками, каждый из которых обладает особым “цветовым” зарядом – красным, синим или зеленым. Эти “цвета” взаимно компенсируются, давая протону нейтральный заряд. Но глюоны, переносчики сильного взаимодействия, сами являются своеобразной смесью этих “цветов”.

И вот здесь начинается самое интересное. Согласно теории, глюоны способны взаимодействовать не только с кварками, но и друг с другом, образуя совершенно особую частицу – глюбол, лишенную кварковой составляющей. Эта экзотическая частица словно призрак – ее существование предсказывается, но никто не мог ее наблюдать напрямую.

Пока не появились новые данные от коллаборации Beijing Spectrometer III (BES III), работающей на Пекинском ускорительном комплексе. Изучая распады мезона J/ψ, состоящего из очарованного кварка и антикварка, физики обнаружили новую частицу X(2370), масса которой близка к 2395 МэВ – именно в этом диапазоне теоретики и ожидали появления глюбола.

Хотя прямых доказательств того, что X(2370) – это и есть долгожданный глюбол, пока нет, наблюдения указывают на крайне перспективный след. Некоторые особенности рождения этой частицы все же не вписываются в предсказания для глюбола, поэтому ученые продолжают тщательно изучать новый объект, чтобы развеять последние сомнения.

Охота за глюболом напоминает погоню за таинственным и неуловимым призраком в микромире элементарных частиц. Каждый новый эксперимент, каждое новое наблюдение приближает нас к разгадке этой увлекательной загадки. Возможно, скоро мы получим неопровержимые доказательства существования этой причудливой частицы, целиком состоящей из переносчиков фундаментального взаимодействия.

Открытие глюбола станет не только блестящим подтверждением квантовой хромодинамики, но и позволит по-новому взглянуть на устройство микромира, где законы физики преподносят нам все новые и новые сюрпризы.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.