Částice jsou vyrobeny výhradně ze síly

Částice jsou vyrobeny výhradně ze síly
Ilustrace srážky částic. Kredit: Vytvořeno umělou inteligencí.

Standardní model částicové fyziky je základní teorií, která elegantně shrnuje naše chápání základních sil a částic, které tvoří vesmír. Představte si to jako druh periodické tabulky částicové fyziky. Tento model klasifikuje všechny známé subatomární částice, včetně šesti typů kvarků, šesti typů leptonů (jako je elektron) a částic přenášejících sílu, jako jsou fotony pro elektromagnetismus, gluony pro silnou sílu a W a Z bosony pro slabé. platnost. .

Protony a neutrony nejsou součástí standardního modelu, protože se jedná o větší částice složené z kvarků. Všechny větší částice a veškerá hmota se skládají pouze z kvarků a leptonů.

Mezi mnoha částicemi předpovídanými Standardním modelem jsou některé exotické částice, které ještě nebyly potvrzeny. To zahrnuje „kuličky lepidla“ nebo svazky částic vyrobených výhradně z gluonů, což jsou částice, které přenášejí silnou sílu. Jinými slovy, kulička lepidla je částice vyrobená výhradně ze síly. Fanoušci Star Wars, radujte se!

Nenechte se zmást tím praštěným jménem. Globalz Velmi zajímavé – a i přes jeho prchavou povahu je mnoho částicových fyziků přesvědčeno, že skutečně existuje. Nedávná desetiletí práce v Pekingském urychlovači částic možná konečně našla první důkaz o existenci lepicí koule, nové částice zvané X(2370), která se rozpadá z určitého typu mezonu, známého jako J/ψ.

Míč vyrobený ze síly

Pekingský spektrometrový detektor (obrázek ze spolupráce BESIII)
Pekingský spektrometrový detektor. Kredit: BESIII Collaboration.

Hlavní rozdíl mezi kuličkami lepidla a jinými molekulami spočívá v jejich struktuře a souvisejících interakcích. V typických hadronech, jako jsou protony a neutrony, působí gluony jako „lepidlo“, které zprostředkovává silnou sílu mezi kvarky. Naproti tomu kuličky lepidla jsou čisté gluonové stavy, což jsou v podstatě shluky gluonů spojených dohromady. Tato vlastní interakce je jedinečná vlastnost, která vzniká ze schopnosti gluonů vzájemně se ovlivňovat, na rozdíl od jiných nosičů síly, jako jsou fotony v elektromagnetismu.

READ  Kytarista Queen Brian May pomáhá NASA vrátit vzorek asteroidu na Zemi

Detekce a studium kuliček lepidla je obtížné, protože se očekává, že se mísí s jinými částicemi obsahujícími kvarky a rozpadají se na známější částice, takže při experimentálních pozorováních jsou nepolapitelné.

Od svého prvního spuštění online v roce 2008 zaznamenal Beijing Spectrometer III – experiment detekce částic umístěný v Electron-Positron Collider v Pekingu – 10 miliard událostí tvaru částic J/ψ. Jsou to některé z nejnestabilnějších částic, které existují, existují jen krátkou chvíli, než se rozpadnou na něco jiného, ​​včetně nedávno identifikované částice X(2370).

X(2370) představuje zajímavé vlastnosti, které jsou v souladu s vlastnostmi očekávanými od kuličky lepidla. Nevykazuje žádný elektrický náboj, žádnou lichou valenci a hmotnost v očekávaném rozsahu pro nejlehčí stav globule. Výsledky jsou také pozoruhodně konzistentní s předpověďmi z kvantové chromodynamiky (QCD), výpočetní metody, která teprve nedávno dozrála natolik, aby předpovídala takové exotické částice s vysokou přesností.

Podle výzkumníků v Číně je statistická významnost výsledků více než 5 sigma. To znamená, že existuje pouze 0,00006% šance, že odečet je náhodná statistická anomálie.

Ukázka toho, jak tato nová částice vznikla
Mezon J/ψ se může rozpadnout na foton a gluon. Tyto dva gluony se pak mohou spojit a dočasně vytvořit částici X(2370). Kredit: Physical Review Letters.

Je potřeba více studia

I přes tyto slibné výsledky stále existují důvody k opatrnosti. Rychlost produkce a poměry větvení X(2370) přesně neodpovídají původním očekáváním. Je možné, že tato částice představuje jiný exotický stav, jako je tetrakvark, spíše než skutečnou kouli lepidla, jak ve svém článku poznamenal fyzik a vědecký novinář Ethan Siegel. Velká myšlenka stav.

„Avšak se stovkami tisíc složených částic typu A, které musí existovat, ale nikdy předtím nebyly spatřeny, je třeba udělat ještě více práce, abychom určili úplnou povahu startu, pokud ve všech nebudou žádné lepicí kuličky přírody, pak je něco nového špatně se standardním modelem „Pokud kuličky lepidla existují, X(2370) může být prvním objeveným objektem pro lidstvo,“ napsal Siegel.

Nové výsledky se objevily v Fyzické kontrolní dopisy.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *