经过几十年的寻找,科学家们表示他们终于找到了一种胶球- 纯粹由强核力构成的粒子。
假设作为在粒子物理学领域,胶球自 20 世纪 70 年代以来一直困扰着科学家,因为它们只能通过测量其衰变过程来间接检测到。现在,奥地利的一个粒子科学家团队表示,他们通过观察 f0(1710) 粒子的衰变发现了胶球存在的证据。
质子和中子——构成日常物质的粒子——由称为夸克的微小基本粒子组成,而夸克则由称为胶子的更小的粒子结合在一起。
无质量胶子也被称为“粘性粒子”,被描述为光子的复杂版本,因为就像光子负责施加电磁力一样,胶子负责施加强大的核力。 “在粒子物理学中,每种力都是由一种特殊的力粒子介导的,而强核力的力粒子就是胶子,”一位研究人员解释道,来自维也纳科技大学的 Anton Rebhan。
但两者之间有一个主要区别:虽然光子不受其施加的力的影响,但胶子却受到影响。这一重要事实意味着,虽然光子不能以所谓的束缚态存在,但胶子可以通过其自身强大的核力结合在一起形成胶球。
“胶球粒子的存在带来了这样的想法:粒子不仅可以是力或力载体(即光子),而且这些无质量的粒子也取决于它们所组成的力,从而允许胶球存在于静态,”JE Reich 为 TechTimes 撰稿。
胶子本身可能没有质量,但它们之间的相互作用使胶球具有质量,从理论上讲,这使得科学家能够检测到它们,即使只是通过它们的衰变过程间接地检测到它们。虽然在粒子加速器实验中已经确定了几种粒子是胶球的可行候选者,但到目前为止,没有人能够为其中任何一个由纯原子力组成提供令人信服的理由。
最接近发现胶球的科学家正在缩小两个可能的候选者:f0(1500) 和 f0(1710),它们是称为亚原子粒子介子通常由一个夸克和一个反夸克组成。有一段时间,f0(1500)被认为是两者中更有前途的候选者,因为虽然f0(1710)在应用于计算机模型时产生了更好的结果,但它的衰变过程产生了重夸克——也称为“奇异夸克”。
这是一个问题,因为一些科学家认为胶子相互作用通常不会区分较重夸克和较轻夸克 - 雷布汉和他的同事表示,他们在计算中对此进行了协调,发表于物理评论快报今天。 “我们的计算表明,胶球确实有可能主要衰变成奇怪的夸克,”他说,解释说当也测量 f0(1710) 的轻夸克的衰变模式时,结果与他们的模型“非常好”一致。
研究人员希望来自瑞士欧洲核子研究中心大型强子对撞机(TOTEM 和 LHCb)实验以及北京加速器实验(BESIII)的新数据将帮助他们强化 f0(1710) 是胶球的论据。 “这些结果对于我们的理论至关重要,”雷布汉说。 “对于这些多粒子过程,我们的理论预测的衰变率与其他更简单模型的预测完全不同。如果测量结果与我们的计算一致,这将是我们方法的巨大成功。”
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