Parçacıklar tamamen kuvvetten yapılmıştır

Parçacık fiziğinin Standart Modeli, evreni oluşturan temel kuvvetler ve parçacıklar hakkındaki anlayışımızı zarif bir şekilde özetleyen temel teoridir. Bunu parçacık fiziğinin bir tür periyodik tablosu olarak düşünün. Bu model, altı tür kuark, altı tür lepton (elektron gibi) ve elektromanyetizma için fotonlar, güçlü kuvvet için gluonlar ve zayıf kuvvet için W ve Z bozonları gibi kuvvet taşıyan parçacıklar dahil olmak üzere bilinen tüm atom altı parçacıkları sınıflandırır. güç. .

Protonlar ve nötronlar, kuarklardan oluşan daha büyük parçacıklar oldukları için Standart Modelin parçası değildir. Tüm büyük parçacıklar ve tüm maddeler yalnızca kuarklardan ve leptonlardan oluşur.

Standart Modelin öngördüğü birçok parçacık arasında henüz doğrulanmamış bazı egzotik parçacıklar da var. Buna, güçlü kuvveti ileten parçacıklar olan “tutkal topları” veya tamamen gluonlardan oluşan parçacık demetleri de dahildir. Başka bir deyişle, tutkal topu tamamen kuvvetten oluşan bir parçacıktır. Star Wars hayranları sevinin!

Aptal ismin sizi kandırmasına izin vermeyin. Globalz Çok ilginç ve yakalanması zor doğasına rağmen birçok parçacık fizikçisi onun gerçekten var olduğuna inanıyor. Son zamanlarda, Pekin Parçacık Çarpıştırıcısı’nda onlarca yıl süren çalışmalar sonunda, J/ψ olarak bilinen belirli bir mezon türünden bozunan, X(2370) adı verilen yeni bir parçacık olan bir tutkal topunun varlığına dair ilk kanıtı bulmuş olabilir.

Güçten yapılmış bir top

Tutkal topları ile diğer moleküller arasındaki temel fark, yapılarında ve içerdikleri etkileşimlerde yatmaktadır. Protonlar ve nötronlar gibi tipik hadronlarda gluonlar, kuarklar arasındaki güçlü kuvvete aracılık eden “yapıştırıcı” görevi görür. Bunun aksine, tutkal topları, esasen birbirine bağlı gluon kümelerinden oluşan saf gluon durumlarıdır. Bu kendi kendine etkileşim, elektromanyetizmadaki fotonlar gibi diğer kuvvet taşıyıcılarından farklı olarak gluonların birbirleriyle etkileşime girme yeteneğinden kaynaklanan benzersiz bir özelliktir.

Tutkal toplarını tespit etmek ve incelemek zordur çünkü bunların kuark içeren diğer parçacıklarla karışıp daha tanıdık parçacıklara dönüşmesi beklenir, bu da onları deneysel gözlemlerde anlaşılması zor hale getirir.

Pekin’deki Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısında bulunan bir parçacık tespit deneyi olan Pekin Spektrometresi III, ilk kez 2008 yılında çevrimiçi hale getirildiğinden bu yana 10 milyar J/ψ parçacık şekli olayı kaydetti. Bunlar, yakın zamanda tanımlanan X(2370) parçacığı da dahil olmak üzere, başka bir şeye dönüşmeden önce kısa bir süreliğine var olan, var olan en kararsız parçacıklardan bazılarıdır.

X(2370), bir tutkal topundan beklenenlerle tutarlı ilginç özellikler sunar. Hiçbir elektrik yükü, tek değerlik yok ve en hafif kürecik durumu için beklenen aralıkta bir kütle sergiliyor. Sonuçlar aynı zamanda bu tür egzotik parçacıkları yüksek doğrulukla tahmin edecek kadar yakın zamanda olgunlaşan bir hesaplama yöntemi olan kuantum kromodinamiğinden (QCD) elde edilen tahminlerle de oldukça tutarlıdır.

Çin’deki araştırmacılara göre sonuçların istatistiksel anlamlılığı 5 sigmadan fazla. Bu, okumanın rastgele bir istatistiksel anormallik olma ihtimalinin yalnızca %0,00006 olduğu anlamına gelir.

Daha fazla çalışmaya ihtiyaç var

Bu umut verici sonuçlara rağmen hala dikkatli olmak için nedenler var. X(2370)’in üretim hızı ve dallanma oranları başlangıçtaki beklentilerle tam olarak eşleşmiyor. Fizikçi ve bilim gazetecisi Ethan Siegel’in bir makalede belirttiği gibi, bu parçacığın gerçek bir yapıştırıcı topu yerine tetrakuark gibi başka bir egzotik durumu temsil etmesi mümkün. Büyük düşünce durum.

“Ancak, var olması gereken ancak daha önce hiç görülmemiş olan yüzbinlerce A tipi kompozit parçacık ile Fırlatmanın tam doğasını belirlemek için yapılması gereken daha çok iş var. Siegel, “Eğer tutkal topları varsa, X(2370) insanlık için keşfedilen ilk nesne olabilir” diye yazdı.

Yeni sonuçlar ortaya çıktı Fiziksel inceleme mektupları.