Die Physiker kündigten die Entdeckung eines Teilchens an, das nur aus Gluonen besteht

Österreichische Kernphysiker behaupten , bei einer der Reaktionen das hypothetische Teilchen " Gluonium " (Glueball) beobachten zu können. Theoretiker sagten seine Existenz im Rahmen des Standardmodells voraus . Gluonium besteht nur aus Gluonen und enthält keine Quarks.

Quarks und Gluonen sind die hypothetischen Teilchen, aus denen Hadronen bestehen. Es wird angenommen, dass sie nicht separat beobachtet werden können, sondern immer in einem Elementarteilchen kombiniert sind. Die Physiker dachten über das Vorhandensein gemeinsamer identischer „Ziegel“ in der Struktur von Hadronen um die 1950er Jahre nach, als sie feststellten, dass eine relativ große Anzahl von Elementarteilchen, die sie bei Kollisionen erhalten, gemeinsame Eigenschaften aufweisen. Die Physiker entschieden, dass jedes Hadron aus drei Quarks besteht.

Diese Quarks verhalten sich jedoch ziemlich seltsam. Zum Beispiel können Quarks nicht getrennt werden (mit zunehmendem Abstand zwischen ihnen nimmt auch ihre Bindungskraft zu) und in einer Menge von mehr als drei kombiniert werden (mit Ausnahme des Aggregationszustands einer Substanz namens " Quark-Gluon-Plasma ", in der sich Quarks theoretisch frei bewegen im ganzen Gerinnsel).

Wenn der Kern eines schwereren chemischen Elements einfach aus einer größeren Anzahl von Protonen und Neutronen besteht, bestehen die schwereren Hadronen hypothetisch aus allen gleichen Quarks, die einfach auf unterschiedliche Weise kombiniert werden. Wenn wir die relative Position der Quarks ändern, erhalten wir ein weiteres Teilchen.

Anschließend wurde entschieden, dass die Quarkmasse nicht für Quarks verantwortlich ist (es wird allgemein angenommen, dass ihre Masse etwa zwei Prozent der Masse des Protons beträgt), sondern das „Kraftfeld“, das sie zusammenhält - Gluonen. Sie tragen eine starke Interaktion. Indem wir beispielsweise die Position der Quarks ändern, indem wir sie voneinander entfernen, erhöhen wir die Gluonenwolke und sie wird massiver.

In weiteren Experimenten wurde festgestellt, dass Gluonen überhaupt keine passiven Träger der Wechselwirkung zwischen Quarks sind, sondern auch unabhängige "Partons" - Steine, aus denen Hadronen bestehen. Bei der Untersuchung eines schnell fliegenden Protons wurde deutlich, dass etwa die Hälfte seiner Energie von Quarks und die andere Hälfte von Gluonen getragen wird.

Die Österreicher vom Wiener Institut für Technologie sind sich sicher, dass das Meson f0 (1710) genau dieses hypothetische Gluonium ist. Obwohl Gluonen selbst keine Masse haben, führt ihre Wechselwirkung miteinander zu Masse. Infolgedessen kann Gluonium, wenn auch auf indirekte Weise, durch Beobachtung des Partikelzerfalls beobachtet werden.

Die Berechnungen von VTI-Professor Anton Rebhan und seinem Schüler Frederic Brünner bezüglich des Gluonenzerfalls stimmten verdächtig mit dem Experiment überein, an dem das Teilchen f0 (1710) teilnahm. Es bleibt eine Bestätigung dieses Experiments zu erhalten.

„Leider kann das Bild des Gluoniumzerfalls nicht genau berechnet werden“, beklagt sich Anton Reban. Vereinfachte Berechnungen haben gezeigt, dass zwei Mesonen geeignete Kandidaten für das mysteriöse Teilchen sind - f0 (1500) und f0 (1710). Der erste schien immer ein geeigneterer Kandidat zu sein, und der zweite, obwohl er besser für Computerberechnungen geeignet war, ergab während des Zerfalls viele schwere ("seltsame") Quarks, die aus Sicht der Physiker nicht plausibel erschienen.

Österreichische Wissenschaftler verwendeten bei ihren Berechnungen einen anderen, nicht standardmäßigen Ansatz. „Unsere Berechnungen haben gezeigt, dass Gluonium tatsächlich in seltsame Quarks zerfallen kann“, schreibt Anton Reban. Der berechnete Zerfall in zwei Lichtteilchen stimmte gut mit den Beobachtungen des Zerfalls f0 (1710) überein. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass es möglich ist, in eine größere Anzahl von Partikeln als zwei zu zerfallen.

Einige Monate später sollten Experimente am Large Hadron Collider und am chinesischen Beschleuniger BESIII (Beijing Electron-Positron Collider) neue Daten für die Analyse liefern. Sie können die von den Österreichern erzielten Ergebnisse bestätigen oder ablehnen.

Source: https://habr.com/ru/post/de385425/