Исследователи из Института физики высоких энергий (IHEP) Китайской академии наук представили первые убедительные экспериментальные доказательства существования глюбола — экзотической частицы, состоящей исключительно из глюонов. Работа выполнена в рамках международного проекта BESIII на Пекинском электрон-позитронном коллайдере BEPCII и стала результатом почти двух десятилетий наблюдений.
Согласно Стандартной модели, глюоны являются переносчиками сильного взаимодействия, удерживающего кварки внутри протонов и нейтронов. Однако теория квантовой хромодинамики также предсказывает, что глюоны способны взаимодействовать друг с другом, образуя особое связанное состояние без участия кварков. Именно такую гипотетическую частицу физики называют глюболом.
Первого кандидата на роль глюбола исследователи обнаружили еще в 2011 году. Частица, получившая обозначение X(2370), заинтересовала ученых своими характеристиками, однако для окончательных выводов требовалось значительно больше данных. За последующие 13 лет эксперимент BESIII зарегистрировал более 10 миллиардов распадов частиц J/ψ, что позволило детально изучить свойства загадочного объекта.
В результате ученые установили, что масса, квантовые числа и характер распада X(2370) соответствуют теоретическим предсказаниям для псевдоскалярного глюбола. Дополнительным аргументом стало обнаружение так называемой «ароматно-синглетной» структуры частицы — одного из ключевых признаков, ожидаемых для объекта, состоящего исключительно из глюонов.
По словам исследователей, полученные результаты стали самым убедительным экспериментальным подтверждением существования глюболов за более чем 50 лет поисков. Открытие также подтверждает фундаментальные положения квантовой хромодинамики, согласно которым переносчики сильного взаимодействия способны связываться друг с другом без участия кварков.
Физики отмечают, что подтверждение существования глюболов имеет большое значение для современной науки, поскольку позволяет проверить Стандартную модель в области сильных взаимодействий и лучше понять фундаментальное устройство материи. Результаты исследования уже были представлены на Международной конференции по физике высоких энергий, прошедшей в Бразилии.
