物理學家發現了一種名爲“膠球”的神秘粒子的迹象

知新了了 2024-05-13 08:09:11

長期以來,科學家們一直在尋找“膠球(Glueballs)”,它是亞原子膠子粒子本身的束縛態,沒有任何誇克參與。現在,我們可能已經找到了它們,它們隱藏在粒子加速器實驗中。

它有望成爲物理學上的重大突破,但爲了所有沒有該學科博士學位的人的利益,我們將從頭開始。膠子的主要作用是將誇克固定在適當的位置,並保持原子的穩定 —— 誇克是構成質子和中子的基石。

這種作用使膠子成爲強核力的一部分,強核力是支撐物理定律的四種自然基本力之一,另外三種是引力、電磁力和弱核力。

希望到目前爲止你還能跟上我們。到目前爲止,膠球只是物理學家認爲應該存在的理論命題 —— 因爲膠子應該能夠相互粘在一起 —— 而不是實際觀察到的東西。

單個的膠子不包含任何物質,它們只是攜帶力,但膠球確實有由膠子相互作用産生的質量。如果我們能發現它們,這將再次表明,我們目前對宇宙運行方式的理解,也就是粒子物理學的標准模型,確實是正確的。

在中國的北京正負電子對撞機II上的實驗也是如此。該對撞機被用來粉碎介子,介子是由強核力將誇克和反誇克結合在一起的粒子。

通過篩選這些粒子粉碎過程中産生的亞原子碎片 —— 我們談論的是十年來涉及大約100億個樣本的數據 —— 研究人員能夠看到平均質量爲2395 MeV/c2的粒子的證據。這是膠球預計的質量。

有問題的粒子被命名爲X(2370),雖然其他一些計算並不完全符合研究人員所尋找的結果,但它們相差不遠。要得到一個明確的答案,還需要更多的測量和觀察。

所以這還不能完全證明膠球的存在,但證據正在增加。早在2015年,科學家們就認爲他們已經瞥見了膠球。不久之後,另一個粒子可能會從理論跳躍到現實。

由于數學技術和計算能力的不斷進步,許多這樣的科學研究成爲可能 —— 這些技術和計算能力需要計算大量可能的特定相互作用和進化,這些可能起源于膠球。

當然,我們現在擁有了必要的設備和儀器,可以窺探自然界最基本的運作方式,並産生數十億個粒子狀態,以發現像膠球這樣罕見而奇特的東西。

這項研究發表在《物理評論快報》上。

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知新了了

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