Преди около 50 години физиците предсказаха съществуването на една особена хипотетична частица — глюбол. Тя се състои не от кварки, а изцяло от глюони — частици-преносители на силното ядрено взаимодействие. Наскоро колаборацията BESIII обяви, че откритата частица X (2370) с голяма вероятност е именно псевдоскаларен глюбол. Ако това е така, то физиците са получили експериментално потвърждение за нова форма на материята, състояща се изцяло от сила.
Съществуването на глюболите беше предсказано през 70-те години на миналия век въз основа на квантовата хромодинамика — теория, описваща силното взаимодействие, което държи атомните ядра заедно. Фотоните, пренасящи електромагнитното взаимодействие, преминават един през друг, без да оказват влияние. Глюоните, напротив, притежават същия заряд, който пренасят. Това означава, че те могат да се привличат един към друг, образувайки кълбо от глюонни полета. Теоретично тези възли, или глюболи, трябва да съществуват, но предсказването им е изключително сложна задача. Дълго време изчисленията предсказваха, че най-лекият псевдоскаларен глюбол трябва да има маса около 2,37 GeV — и точно такава е масата на X (2370).
Частицата X (2370) се появи за първи път в данните от ускорителя през 2011 г. — при разпада на J/ψ-частицата, която се състои от очарован кварк и антикварк. През 2024 г. учените от експеримента BESIII, който се провежда в Пекин на електрон-позитронния колайдер BEPCII, за първи път определиха спина и четността на X (2370) като 0-> (нулев пълен спин, отрицателна пространствена четност и положителна зарядмо свързана четност). Тази комбинация се среща изключително рядко. И тя идеално съвпада с предсказанията на изчисленията за псевдоскаларния глюбол, пише Bioingeneer.
Новият аргумент
Сега обаче колаборацията добави нов, решаващ аргумент: наблюдавайки няколко нови канала на разпад на X (2370), тя определи неговия синглет по аромат. В света на частиците това означава, че X (2370) не „принадлежи“ към някакъв един кварков аромат. Вместо това той взаимодейства симетрично с всички леки кварки — точно така трябва да се държи обект, състоящ се предимно от глюони, които не носят кварков аромат.
Авторите на изследването подчертават: X (2370) не е задължително „чист“ глюбол. В квантовия свят състояния с еднакви квантови числа могат да се смесват. Но все пак доминира глюболната съставка, твърдят учените.
Потвърждението на резултатите от дългогодишната работа на колаборацията BESIII ще бъде пряко нискоенергийно доказателство за неабелевата структура – теория, която постулира, че носителите на взаимодействието влияят един на друг. В такъв случай ще получим първия експериментален прозорец към света на вещество, състоящо се изцяло от глюони.
Подобни фундаментални открития показват с какви бързи темпове се развива съвременната физика на твърдото тяло.