BES III يقدم أقوى دليل حتى الآن على الكرات اللاصقة

أبلغ علماء الفيزياء في تجربة مطياف بكين الثالث (BES III) عن أقوى دليل حتى الآن على وجود الكرات اللاصقة، وهي جسيمات تتكون بالكامل من الغلوونات، في ورقة بحثية نُشرت على arXiv الشهر الماضي وعُرضت في المؤتمر الدولي لفيزياء الطاقة العالية (ICHEP) الأسبوع الماضي. تركز النتائج على جسيم X(2370)، الذي يطابق الآن التوقعات النظرية الرئيسية للكرة اللاصقة.

حلل تعاون BES III أنماط الاضمحلال غير المبلغ عنها سابقًا لجسيم X(2370) ووجد أنه "أحادي النكهة"، مما يعني أنه غير مرتبط بنكهة كوارك محددة مثل العلوي أو السفلي أو الغريب. ويقدر الفريق أن الجسيم يتكون من حوالي 90% غلوونات، وكتلته المقاسة البالغة 2.395 GeV/C² تتفق مع توقعات الديناميكا اللونية الكمومية الشبكية، وكذلك دورانه وتكافؤه.

الكرات اللاصقة هي تنبؤ مباشر للديناميكا اللونية الكمومية، نظرية القوة النووية الشديدة، ووجودها سيسد فجوة طويلة الأمد في النموذج القياسي. معظم كتلة البروتونات والنيوترونات تأتي من طاقة الغلوونات التي تربط الكواركات معًا، وليس من الكواركات نفسها، لذا فإن تأكيد الكرات اللاصقة سيعمق فهم كيفية اكتساب المادة لكتلتها.

اكتُشف جسيم X(2370) لأول مرة في BES III عام 2011 بكتلة أولية قدرها 2.370 GeV/C²، وهي أقل قليلاً من القيمة النظرية. بحلول عام 2024، سجلت التجربة أكثر من 10 مليارات جسيم J/ψ، مما سمح بقياسات أكثر دقة. BES III، وهو مصادم إلكترون-بوزيترون مصمم لدراسة اضمحلال J/ψ، بدأ جمع البيانات في عام 2008 وسجل أكثر من 226 مليون حدث خلال عامه الأول.

كولين مورنينجستار، عالم فيزياء الجسيمات في جامعة كارنيجي ميلون ولم يشارك في البحث، وصف النتيجة بأنها "انتصار تجريبي" و"أقوى دليل حتى الآن على أن الجسيمات التي يهيمن عليها مكون غلووني يمكن أن توجد في الطبيعة"، وفقًا لمجلة Science. الخطوة التالية هي التحقق المستقل، ربما في منشأة سوبر تاو-تشارم المقترحة في الصين أو مصادم أيونات الإلكترون قيد الإنشاء في مختبر بروكهافن الوطني في الولايات المتحدة، على الرغم من أن BES III هو حاليًا الجهاز الوحيد المخصص حصريًا للبحث عن الغلوونات.