Физики открыли новую частицу: первый «глюболл»

В рамках Стандартной модели физики элементарных частиц, многие предполагают, что она полностью изучена и не вызывает вопросов. Однако, несмотря на многолетнюю проверку теории различными экспериментами, остаётся много неответственных вопросов. Всё дело в том, что существует множество способов формирования связанных состояний из кварков, антикварков и глюонов, и одним из таких редких состояний является "глюболл" — состояние, полностью состоящее из глюонов.

Согласно квантовой хромодинамике , теории сильного ядерного взаимодействия, кварки и глюоны могут формировать различные связанные состояния, такие как барионы, мезоны и экзотические состояния, включая тетракварки и пентакварки. Но исключительно из глюонов могут образоваться глюболлы, частицы без кварков и антикварков.

Открытие было сделано на коллайдере в Пекине в рамках сотрудничества эксперимента BES III , где ученые анализировали данные о столкновениях электронов и позитронов. Частица, известная как X(2370) , представляет собой возможный глюболл с массой примерно 2.395 ГэВ/c² и спином 0.

Исследователи использовали технику, известную как Lattice QCD, для моделирования и предсказания свойств глюболлов. Эта технология позволяет ученым воспроизводить и анализировать сложные взаимодействия на уровне квантовых полей.

Результаты, полученные в ходе экспериментов, подтверждаются статистической значимостью в 11.7-σ. В физике элементарных частиц результат, имеющий значимость более 5-σ, имеет лишь 0,00006% шанс быть статистической случайностью, а любой результат, более значимый, чем этот, превосходит «золотой стандарт» для объявления о добросовестном открытии. Это свидетельствует о высокой достоверности данных и возможном существовании глюболла как новой элементарной частицы.

Тем не менее, ученые призывают к осторожности в интерпретации данных, поскольку необходимо дополнительное подтверждение характеристик частицы и ее поведения в других условиях экспериментов. Существует вероятность, что X(2370) может быть не глюболлом, а другим экзотическим состоянием, состоящим из кварков и антикварков.

Однако, если подтвердится, что X(2370) действительно является глюболлом, это станет революционным достижением в физике. Такое открытие не только подтвердит теоретические предсказания КХД, но и откроет новые пути для исследования свойств сильного взаимодействия, возможно, приведя к новым технологиям и пониманию строения материи на самом фундаментальном уровне.

Кроме того, продолжающиеся исследования в этой области могут пролить свет на другие неразгаданные вопросы в физике, такие как природа темной материи и механизмы нарушения CP-симметрии, что сулит большие перспективы для будущих научных прорывов.