18 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Открита е частица, съставена изцяло от "чиста сила"

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 17 октомври 2015 в 11:15 361650

Австрийски физици са изчислили, че мезон F0 (1710) може да е еднa много специалнa частицa - дълготърсеният глуоний (gluonium или glueball), съставена изцяло от частиците на силата, която слепва кварките в протони и неутрони.

От физиката на елементарните частици знаем, че ядрените частици - протони и неутрони - се състоят от по три кварка, свързани със "слепващите" бозони - глуоните (от англ. glue - лепило). И ако кварките са материални частици, то глуоните са частици, пренасящи взаимодействието.

Глуоният, който е теоретично прогнозиран в рамките на Стандартния модел, се състои само от глуони, без никакви кварки.

Откритието е докладвано в Physical Review Letters, а сайтът на Виенския технологичен университет (TU Wien) дава информация за широката публика.

Кварките и глуони са частиците, които изграждат адроните - протони, неутрони и др. Смята се, че не е възможно да се наблюдават поотделно, те винаги са комбинирани във някаква частица. И не може да бъдат разделени - силата, която ги държи заедно, нараства с увеличаване на разстоянието за разлика от всички останали взаимодействия. Нарича се "силно взаимодействие".

Анализът на уравненията на квантовата хромодинамика дава възможност да се обясни защо няма свободни кварки. Явлението, при което кварките не излитат от адроните, се нарича "конфайнмент" (от англ. confinement - затвор, ограничение).

атоми ядра електрони кварки Илюстрация: spontaneoussymmetry.com

Кварките са като свързани с глуонни пружини.

Кварките пък се съчетават в количество, не по-голямо от три с изключение на физическото състояние на материята, наречено "кварк-глуонна плазма", в която кварките се движат свободно в нея.

Интересно е, че масата на адроните не се определя от кварките, както подобава на материални частици (масата им е около 2% от масата на протона), а от силовото поле, което ги свързва заедно - глуоните. Именно те носят силното взаимодействие. Чрез промяна на местоположението на кварките, например ако ги оттласнем един от друг, ние увеличаваме глуонния "облак'" и частицата става по-масивна.

В по-нататъшни експерименти е установено, че глуоните не са просто пасивни носители на взаимодействието между кварките. На глуоните може да се гледа като на по-сложни варианти на фотона. Безмасовите фотони са отговорни за силите на електромагнетизма, а осем различни видове глуони играят подобна роля за силното ядрено взаимодействие. Въпреки това, има една важна разлика: глуоните са обект на собствената си сила, а фотоните не са. Ето защо не съществуват свързани състояния на фотони, но частица, която се състои само от свързани глуони, от чиста ядрена сила, в действителност е възможна.

Австрийците от Виенския технологичен университет смятат, че мезон F0 (1710) е точно същият хипотетичен глуоний, който може да се наблюдава непряко - чрез наблюдение на разпада на частицата.

Изчисленията на проф. Антон Ребан (Anton Rebhan) и неговия ученик Фредерик Брюнер (Frederic Brunner) от TU Виена за разпада на глуоний подозрително добре се съгласуват с експеримент, в който участва частицата f0 (1710). Остава да се получи потвърждение.

"За съжаление, на картината на разпада на глуония е невъзможно да се изчисли точно" - обяснява Антон Ребан. Простените изчисление я показват, че кандидат за загадъчната частица може да са два мезона - F0 (1500) и f0 (1710). Първият винаги е изглеждал подходящ кандидат, а вторият, макар и по-съгласуван с компютърните изчисления, при разпад даваше много тежки ("странни") кварки, което от гледна точка на физиката не изглежда правдоподобно.

Австрийските учени използват в изчисленията си различен, нестандартни подход. "Нашите изчисления показват, че наистина глуоният може да се разпада на странни кварки" - казва Антон Ребан. Изчисленият разпад на две по-леки частици добре съвпада с наблюденията на разпада на F0 (1710). Освен това се оказва, че е възможен разпад на по-голям брой частици от две.

След няколко месеца експериментите в Големия адронен колайдер и китайския ускорител BESIII (Пекински електрон-позитронен колайдер) ще предоставят нови данни за анализ. Те ще могат да потвърдят или отхвърлят получените резултати от австрийците.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Физика
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.