В течение многих десятилетий ученые искали так называемый «glueballs». Теперь кажется, что они были найдены наконец. glueball – экзотическая частица, составленная полностью из глюонов – «липкие» частицы, которые держат ядерные частицы вместе. Glueballs нестабильны и могут только быть обнаружены косвенно, анализируя их распад. Этот процесс распада, однако, полностью еще не понят.
Профессор Антон Ребхэн и Фредерик Бруннер от TU Wien (Вена) теперь использовали новый теоретический подход, чтобы вычислить распад glueball. Их результаты соглашаются чрезвычайно хорошо с данными из экспериментов ускорителя частиц.
Это – убедительные доказательства, что резонанс звонил «f0 (1710)», который был найден в различных экспериментах, на самом деле долгожданный glueball. Дальнейшие результаты эксперимента состоят в том, чтобы ожидаться за следующие несколько месяцев.
Силы – Частицы такжеПротоны и нейтроны состоят из еще меньших элементарных частиц, названных кварком. Этот кварк связан сильной ядерной силой. «В физике элементарных частиц каждая сила установлена специальным видом частицы силы, и частица силы сильной ядерной силы – глюон», говорит Антон Ребхэн (TU Wien).
Глюоны могут быть рассмотрены как более сложные версии фотона. Невесомые фотоны ответственны за силы электромагнетизма, в то время как восемь различных видов глюонов играют подобную роль для сильной ядерной силы. Однако есть одно важное различие: сами глюоны подвергаются своей собственной силе, фотоны не. Поэтому нет никаких связанных состояний фотонов, но частица, которая состоит только из связанных глюонов из чистой ядерной силы, на самом деле возможна.
В 1972, вскоре после того, как теория кварка и глюонов была сформулирована, физики Мюррей Гелл-Манн и Харальд Фрич размышляли о возможных связанных состояниях чистых глюонов (первоначально названный «gluonium», сегодня термин «glueball» использован). Несколько частиц были найдены в экспериментах ускорителя частиц, которые считаются баллотирующимися кандидатами для glueballs, но никогда не было научного консенсуса на том, мог ли бы один из этих сигналов на самом деле быть таинственной частицей, сделанной из чистой силы. Вместо glueball сигналы, найденные в экспериментах, могли также быть комбинацией кварка и антикварков. Glueballs слишком недолговечны, чтобы обнаружить их непосредственно.
Если они существуют, они должны быть определены, изучив их распад.Кандидат f0 (1710) распады странно«К сожалению, образец распада glueballs не может быть вычислен строго», говорит Антон Ребхэн. Упрощенные образцовые вычисления показали, что есть два реалистических кандидата на glueballs: мезоны, названные f0 (1500) и f0 (1710).
В течение долгого времени первый считался самым многообещающим кандидатом. У последнего есть более высокая масса, которая соглашается лучше с компьютерными моделированиями, но когда она распадается, она производит много тяжелого кварка (так называемый «странный кварк»).
Многим ученым частицы это казалось неправдоподобным, потому что взаимодействия глюона обычно не дифференцируются между более тяжелым и более легким кварком. Антон Ребхэн и его доктор философии-студент Фредерик Бруннер теперь сделали важный шаг вперед в решении этой загадки, пробуя другой подход.
Есть фундаментальные связи между квантовыми теориями, описывающими поведение частиц в наших трехмерных мировых и определенных видах теорий тяготения в более высоких размерных местах. Это означает, что определенному кванту физические вопросы можно ответить, используя инструменты от гравитационной физики.«Наши вычисления показывают, что для glueballs действительно возможно распасться преимущественно в странный кварк», говорит Антон Ребхэн.
Удивительно, расчетный образец распада в две более легких частицы соглашается чрезвычайно хорошо с образцом распада, измеренным для f0 (1710). В дополнение к этому другие распады больше чем в две частицы возможны.
Их ставки распада были вычислены также.Дальнейшие Данные скоро ОжидаютсяВплоть до сих пор они, альтернатива glueball распады не была измерена, но в течение следующих нескольких месяцев, двух экспериментов в Большом Коллайдере Адрона в CERN (ТОТЕМ и LHCb) и одного эксперимента акселератора в Пекине (BESIII), как ожидают, приведут к новым данным. «Эти результаты будут крайне важны для нашей теории», говорит Антон Ребхэн. «Для этих процессов мультичастицы наша теория предсказывает ставки распада, которые очень отличаются от предсказаний другого, более простых моделей.
Если измерения согласятся с нашими вычислениями, это будет замечательным успехом для нашего подхода». Это были бы подавляющие доказательства f0 (1710) являющийся glueball.
И в дополнение к этому, это еще раз показало бы, что выше размерная сила тяжести может использоваться, чтобы ответить на вопросы от физики элементарных частиц – способом это был бы еще один большой успех теории Эйнштейна Общей теории относительности, которая оказывается 100 годами в следующем месяце.