Kao što je Matthew Francis napisao za Ars 2015. godine:
___________________________ Baš kao i Higsov bozon, "glueball" čestice su deo razloga zašto materija ima masu. Higsov bozon je manifestacija "Higsovog polja", koje je prisutno u celom Univerzumu. Kvarkovi, elektroni i druge fundamentalne čestice ne bi imali masu u kosmosu bez Higsovog bozona, tek kada interaguju s tim poljem, one dobijaju masu. Nasuprot tome, većina mase protona i neutrona ne dolazi od kvarkova; dolazi od "lepila" koje ih drži zajedno.
Gluoni su razlog za to lepilo (na kraju krajeva, nazivaju se "glue-oni"). Iako nemaju masu, energija potrebna za vezivanje svega unutar protona je ogromna, a veliki deo te energije poprima oblik mase zahvaljujući E=mc² . Bez gluona, protoni ne bi postojali, a kamoli bili toliko masivni koliko jesu. Ali postoji još jedna nuspojava: gluoni se lepe jedni za druge, ne samo za kvarkove. To znači da bi bilo moguće izgraditi česticu samo od gluona, bez potrebe za kvarkovima - to je glueball.
___________
Protoni su najlakši barion (subatomska čestica sastavljena od kvarkova) i nikada nije uočen raspad protona.
A sada su istraživači pronašli dokaze da jedno od ključnih svojstava protona može funkcionisati drugačije nego što smo pretpostavljali. A to bi moglo pomoći u objašnjavanju dugogodišnje misterije o tome šta tačno drži materiju na okupu u Univerzumu, da li kvarkovi ili gluonsko polje prenose barionski broj. To bi moglo bi doprineti razumevanju kako jaka interakcija između subatomskih čestica organizuje stabilnu materiju i šta uzrokuje neravnotežu između materije i antimaterije u Univerzumu“.
PROTON
Kao važan deo Standardnog modela fizike čestica, kvantna hromodinamika opisuje jaku interakciju kvarkova i gluona koja stvara običnu materiju koju vidimo.
Kvarkovi su fundamentalne subatomske čestice koje se kombinuju u trijade i tvore poznate barione poput protona i neutrona, a gluoni su kvantno 'lepilo' koje povezuje njihovu strukturu. Pretpostavka je da se barionski broj zapravo nalazi u "barionskom spoju" čestice koju formiraju gluoni bez mase- kao lepilo. Pitanje je bilo da li spojni ili valentni kvarkovi nose barionski broj?
__________________
Barioni (poput protona i neutrona): B = +1
Antibarioni (poput antiprotona): B = -1
Kvarkovi: B = +1/3
Antikvarkovi: B = -1/3
Mezoni (sadrže jedan kvark i jedan antikvark): B = 0
Leptoni i bozoni (elektroni, fotoni): B = 0
_________________
GLUEBALLS
Šta zapravo nosi svojstvo koje razlikuje materiju od antimaterije i kako se subatomske čestice drže zajedno?
Znalo se da je stabilnost protona povezana je s očuvanjem barionskog broja, svojstva koje pomaže razlikovati materiju od antimaterije.Teže čestice mogu se raspadati na lakše, ali proton je poseban. On je najlakši barion, odnosno subatomska čestica sastavljena od kvarkova, a njegovo raspadanje nikada nije direktno opaženo.Tradicionalno se pretpostavljalo da barionski broj nose tri valentna kvarka koji čine protone i neutrone. Ovo nistraživanje dovodi tu jednostavnu sliku u pitanje.Sada je potvrđena teorija da : barionski broj zapravo prenosi barionski spoj, struktura u obliku slova Y koju formiraju gluoni.
Ideja o barionskom spoju predložena je još 1970-ih, ali fizičari je decenijama nisu mogli dovoljno precizno eksperimentalno testirati.
2015.-te austrijski fizičari su izračunali da bi F0 mezon (1710) mogao biti veoma posebna čestica - dugo traženi gluonijum (gluonijum ili gljubol), sastavljen u potpunosti od čestica sile koja vezuje kvarkove zajedno u protonima i neutronima. Otkriće je objavljeno u časopisu Physical Review Letters ( veb-sajt Tehničkog univerziteta u Beču (TU Wien)).
Dalji eksperimenti su pokazali da gluoni nisu samo pasivni nosioci interakcije između kvarkova. Gluoni se mogu smatrati složenijim verzijama fotona. Fotoni bez mase su odgovorni za sile elektromagnetizma, a osam različitih vrsta gluona igra sličnu ulogu u jakoj nuklearnoj sili. Međutim, postoji jedna važna razlika: gluoni su podložni sopstvenoj sili, dok fotoni nisu. Zbog toga ne postoje vezana stanja fotona, već je čestica koja se sastoji samo od vezanih gluona, čiste nuklearne sile, zapravo moguća.
Tim koji radi na sudaraču u Pekingu sada tvrdi da ima do sada najjasnije dokaze da poznata čestica pod nazivom X(2370) dominira jednim od ovih neuhvatljivih stanja.
"Glueball je važno predviđanje kvantne hromodinamike, teorije koja opisuje jaku interakciju, a ujedno je i jedina vrsta čestice u prirodi koja se u potpunosti sastoji od medijatora sile“, objašnjava međunarodni tim istraživača koji stoje iza otkrića u saopštenju. Ovo otkriće razjašnjava prirodu čestice koja je potpuno strana našim svakodnevnim senzibilitetima i zapažanjima makrosveta.Također potvrđuje napredak u tehnologiji i analitičkim tehnikama koji je otkrio još jednu misteriju fizike.
Fizičari su pregledali ostatke sudara čestica visoke energije kako bi pronašli jake dokaze o ovom "glueballu" , sastavljenom pretežno od gluona - bezmasenih nosilaca sile jake interakcije između kvarkova.
Analiza tima sugeriše da je lepljiva kugla " dominantni sastojak " X(2370), čestice otkrivene 2011. godine od strane Pekinške kolaboracije Spektrometar III (BES III) na Institutu za fiziku visokih energija (IHEP) u Pekingu. ( Pekinški elektronski pozitronski sudarač II (BEPCII), je akcelerator čestica i sudarač koji sudara elektrone s njihovim antimaterijskim pandanima, zvanim pozitroni)
Gluoni vežu kvarkove koji čine mezone i barione. Gluoni također mogu formirati egzotične čestice tipa "glueball", sastavljene uglavnom od nosioca sile. (Univerzitet u Glasgowu)
Rezultat- lepljiva lopta je "neviđeni oblik materije", kaže Jin Shan, fizičar čestica na Univerzitetu Nanjing i jedan od vođa istraživačkog tima.
„To ne samo da omogućava teoriji koja opisuje jake interakcije da prođe svoj najrigorozniji test, već i znatno proširuje granice našeg razumevanja fizičkog sveta“, rekao je Fan Chenu u South China Morning Postu.
Detektor BES III projekta BEPCII. Saradnja uključuje približno 700 istraživača iz 15 zemalja. (BESIII/IHEP)
Kada se čestice sudare gotovo brzinom svetlosti, naredna eksplozija subatomskih konfeta daje pravu Baskin-Robbinsovu liniju kratkotrajnih proizvoda.
Jedan od njih je J/ψ (J/psi) mezon , subatomska čestica koja nastaje iz sudara visoke energije i raspada se gotovo trenutno. U studiji objavljenoj u časopisu Physical Review Letters 2024. godine, istraživači su analizirali 10 milijardi događaja raspada mezona.
Izmerili su masu i paritet spina čestice X(2370) – svojstvo koje diktira njene interakcije i gotovo trenutni raspad – po prvi put, pronašavši potpuno slaganje između svojih eksperimentalnih vrednosti i predviđanja, identifikovali su dodatne načine raspadanja i odredili prirodu okusa, "najvažniju karakteristiku glueballa".
Standardni model je skup matematičkih formula i merenja koji opisuju elementarne čestice i njihove interakcije. (ScienceAlert)
ZAKLJUČAK
Za sada, istraživači su u suštini isključili bilo koja druga alternativna objašnjenja.Procenjuje se da X(2370) sadrži oko 90% gluona. To je i očekivano, kaže William Detmold, nuklearni fizičar na Tehnološkom institutu u Massachusettsu. „Ne može se reći da je bilo koje stanje ikada čisto gluonsko“, kaže on. „Svakako može dominirati gluonska struktura.“ Detmold dodaje da je istorija pretraživanja glueballa duga i uglavnom neuverljiva. Ali novi rezultat „zaista ispunjava sve uslove“, kaže on.
Idealno bi bilo, kaže Morningstar, da drugi istraživači provere rezultate nezavisnim eksperimentima. Ali to bi moglo potrajati godinama jer je pekinški sudarač jedini stroj na svetu posvećen potrazi za glueballima.
inače rezultati su objavljeni u preprintu objavljenom na arXiv, a predstavljeni su i na Međunarodnoj konferenciji o fizici visokih energija (ICHEP).
Šta zapravo nosi svojstvo koje razlikuje materiju od antimaterije i kako se subatomske čestice drže zajedno?
Znalo se da je stabilnost protona povezana je s očuvanjem barionskog broja, svojstva koje pomaže razlikovati materiju od antimaterije.Teže čestice mogu se raspadati na lakše, ali proton je poseban. On je najlakši barion, odnosno subatomska čestica sastavljena od kvarkova, a njegovo raspadanje nikada nije direktno opaženo.Tradicionalno se pretpostavljalo da barionski broj nose tri valentna kvarka koji čine protone i neutrone. Ovo nistraživanje dovodi tu jednostavnu sliku u pitanje.Sada je potvrđena teorija da : barionski broj zapravo prenosi barionski spoj, struktura u obliku slova Y koju formiraju gluoni.
Ideja o barionskom spoju predložena je još 1970-ih, ali fizičari je decenijama nisu mogli dovoljno precizno eksperimentalno testirati.
2015.-te austrijski fizičari su izračunali da bi F0 mezon (1710) mogao biti veoma posebna čestica - dugo traženi gluonijum (gluonijum ili gljubol), sastavljen u potpunosti od čestica sile koja vezuje kvarkove zajedno u protonima i neutronima. Otkriće je objavljeno u časopisu Physical Review Letters ( veb-sajt Tehničkog univerziteta u Beču (TU Wien)).
Dalji eksperimenti su pokazali da gluoni nisu samo pasivni nosioci interakcije između kvarkova. Gluoni se mogu smatrati složenijim verzijama fotona. Fotoni bez mase su odgovorni za sile elektromagnetizma, a osam različitih vrsta gluona igra sličnu ulogu u jakoj nuklearnoj sili. Međutim, postoji jedna važna razlika: gluoni su podložni sopstvenoj sili, dok fotoni nisu. Zbog toga ne postoje vezana stanja fotona, već je čestica koja se sastoji samo od vezanih gluona, čiste nuklearne sile, zapravo moguća.
Tim koji radi na sudaraču u Pekingu sada tvrdi da ima do sada najjasnije dokaze da poznata čestica pod nazivom X(2370) dominira jednim od ovih neuhvatljivih stanja.
"Glueball je važno predviđanje kvantne hromodinamike, teorije koja opisuje jaku interakciju, a ujedno je i jedina vrsta čestice u prirodi koja se u potpunosti sastoji od medijatora sile“, objašnjava međunarodni tim istraživača koji stoje iza otkrića u saopštenju. Ovo otkriće razjašnjava prirodu čestice koja je potpuno strana našim svakodnevnim senzibilitetima i zapažanjima makrosveta.Također potvrđuje napredak u tehnologiji i analitičkim tehnikama koji je otkrio još jednu misteriju fizike.
Fizičari su pregledali ostatke sudara čestica visoke energije kako bi pronašli jake dokaze o ovom "glueballu" , sastavljenom pretežno od gluona - bezmasenih nosilaca sile jake interakcije između kvarkova.
Analiza tima sugeriše da je lepljiva kugla " dominantni sastojak " X(2370), čestice otkrivene 2011. godine od strane Pekinške kolaboracije Spektrometar III (BES III) na Institutu za fiziku visokih energija (IHEP) u Pekingu. ( Pekinški elektronski pozitronski sudarač II (BEPCII), je akcelerator čestica i sudarač koji sudara elektrone s njihovim antimaterijskim pandanima, zvanim pozitroni)
Rezultat- lepljiva lopta je "neviđeni oblik materije", kaže Jin Shan, fizičar čestica na Univerzitetu Nanjing i jedan od vođa istraživačkog tima.
„To ne samo da omogućava teoriji koja opisuje jake interakcije da prođe svoj najrigorozniji test, već i znatno proširuje granice našeg razumevanja fizičkog sveta“, rekao je Fan Chenu u South China Morning Postu.
Kada se čestice sudare gotovo brzinom svetlosti, naredna eksplozija subatomskih konfeta daje pravu Baskin-Robbinsovu liniju kratkotrajnih proizvoda.
Jedan od njih je J/ψ (J/psi) mezon , subatomska čestica koja nastaje iz sudara visoke energije i raspada se gotovo trenutno. U studiji objavljenoj u časopisu Physical Review Letters 2024. godine, istraživači su analizirali 10 milijardi događaja raspada mezona.
Izmerili su masu i paritet spina čestice X(2370) – svojstvo koje diktira njene interakcije i gotovo trenutni raspad – po prvi put, pronašavši potpuno slaganje između svojih eksperimentalnih vrednosti i predviđanja, identifikovali su dodatne načine raspadanja i odredili prirodu okusa, "najvažniju karakteristiku glueballa".
ZAKLJUČAK
Za sada, istraživači su u suštini isključili bilo koja druga alternativna objašnjenja.Procenjuje se da X(2370) sadrži oko 90% gluona. To je i očekivano, kaže William Detmold, nuklearni fizičar na Tehnološkom institutu u Massachusettsu. „Ne može se reći da je bilo koje stanje ikada čisto gluonsko“, kaže on. „Svakako može dominirati gluonska struktura.“ Detmold dodaje da je istorija pretraživanja glueballa duga i uglavnom neuverljiva. Ali novi rezultat „zaista ispunjava sve uslove“, kaže on.
Idealno bi bilo, kaže Morningstar, da drugi istraživači provere rezultate nezavisnim eksperimentima. Ali to bi moglo potrajati godinama jer je pekinški sudarač jedini stroj na svetu posvećen potrazi za glueballima.
inače rezultati su objavljeni u preprintu objavljenom na arXiv, a predstavljeni su i na Međunarodnoj konferenciji o fizici visokih energija (ICHEP).
Коментари
Постави коментар