經過幾十年的尋找,科學家表示他們終於找到了一種膠球- 純粹由強核力構成的粒子。
假設作為在粒子物理學領域,膠球自 1970 年代以來一直困擾著科學家,因為它們只能透過測量其衰變過程來間接檢測。 現在,奧地利的一個粒子科學家團隊表示,他們透過觀察 f0(1710) 粒子的衰變發現了膠球存在的證據。
質子和中子——構成日常物質的粒子——由稱為夸克的微小基本粒子組成,而夸克則由稱為膠子的較小的粒子結合在一起。
無質量膠子也被稱為“粘性粒子”,被描述為光子的複雜版本,因為就像光子負責施加電磁力一樣,膠子負責施加強大的核力。 「在粒子物理學中,每種力都是由一種特殊的力粒子介導的,而強核力的力粒子就是膠子,」一位研究人員解釋道,來自維也納科技大學的 Anton Rebhan。
但兩者之間有一個主要區別:雖然光子不受其施加的力的影響,但膠子卻受到影響。 這一重要事實意味著,雖然光子不能以所謂的束縛態存在,但膠子可以透過其自身強大的核力結合在一起形成膠球。
「膠球粒子的存在帶來了這樣的想法:粒子不僅可以是力或力載體(即光子),而且這些無質量的粒子也取決於它們所組成的力,從而允許膠球存在於靜態,」JE Reich 為 TechTimes 撰稿。
膠子本身可能沒有質量,但它們之間的相互作用使膠球具有質量,從理論上講,這使得科學家能夠檢測到它們,即使只是透過它們的衰變過程間接地檢測到它們。 雖然在粒子加速器實驗中已經確定了幾種粒子是膠球的可行候選者,但到目前為止,沒有人能夠為其中任何一個由純原子力組成提供令人信服的理由。
最接近發現膠球的科學家正在縮小兩個可能的候選者:f0(1500) 和 f0(1710),它們是稱為亞原子粒子介子通常由一個夸克和一個反夸克組成。 有一段時間,f0(1500)被認為是兩者中更有前途的候選者,因為雖然f0(1710)在應用於計算機模型時產生了更好的結果,但它的衰變過程產生了重夸克— —也稱為「奇異夸克」。
這是一個問題,因為一些科學家認為膠子相互作用通常不會區分較重夸克和較輕夸克 - 雷布漢和他的同事表示,他們在計算中對此進行了協調,發表於物理評論快報今天。 “我們的計算表明,膠球確實有可能主要衰變成奇怪的夸克,”他說,解釋說當也測量 f0(1710) 的輕夸克的衰變模式時,結果與他們的模型「非常好」一致。
研究人員希望來自瑞士歐洲核子研究中心大型強子對撞機(TOTEM 和 LHCb)實驗以及北京加速器實驗(BESIII)的新數據將有助於他們強化 f0(1710) 是膠球的論點。 “這些結果對於我們的理論至關重要,”雷布漢說。 “對於這些多粒子過程,我們的理論預測的衰變率與其他更簡單模型的預測完全不同。如果測量結果與我們的計算一致,這將是我們方法的巨大成功。”
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