BES III Temukan Bukti Terkuat Glueball

Fisikawan di eksperimen Beijing Spectrometer III (BES III) telah melaporkan bukti terkuat sejauh ini untuk glueball, partikel yang seluruhnya terdiri dari gluon, dalam pracetak yang diunggah ke arXiv bulan lalu dan dipresentasikan di Konferensi Internasional Fisika Energi Tinggi (ICHEP) pekan lalu. Temuan ini berfokus pada partikel X(2370), yang kini cocok dengan prediksi teoretis kunci untuk glueball.

Kolaborasi BES III menganalisis mode peluruhan X(2370) yang sebelumnya belum dilaporkan dan menemukan bahwa partikel tersebut adalah "singlet rasa", yang berarti tidak terkait dengan rasa kuark tertentu seperti atas, bawah, atau aneh. Tim memperkirakan partikel tersebut sekitar 90 persen gluon, dan massa terukurnya sebesar 2,395 GeV/C² sesuai dengan prediksi QCD kisi, demikian pula spin dan paritasnya.

Glueball adalah prediksi langsung dari kromodinamika kuantum, teori gaya nuklir kuat, dan keberadaannya akan mengisi celah yang sudah lama ada dalam Model Standar. Sebagian besar massa proton dan neutron berasal dari energi gluon yang mengikat kuark bersama, bukan dari kuark itu sendiri, sehingga mengonfirmasi glueball akan memperdalam pemahaman tentang bagaimana materi mendapatkan massanya.

Partikel X(2370) pertama kali ditemukan di BES III pada tahun 2011 dengan massa awal 2,370 GeV/C², sedikit di bawah nilai teoretis. Pada tahun 2024, eksperimen tersebut telah mencatat lebih dari 10 miliar partikel J/ψ, memungkinkan pengukuran yang lebih presisi. BES III, sebuah penumbuk elektron-positron yang dirancang untuk mempelajari peluruhan J/ψ, mulai mengumpulkan data pada tahun 2008 dan mencatat lebih dari 226 juta peristiwa dalam tahun pertamanya.

Colin Morningstar, seorang fisikawan partikel di Carnegie Mellon University yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyebut hasil tersebut sebagai "kemenangan eksperimental" dan "bukti terkuat sejauh ini bahwa partikel yang didominasi oleh komponen glueball dapat eksis di alam", menurut Science. Verifikasi independen adalah langkah berikutnya, mungkin di Super Tau-Charm Facility yang diusulkan di China atau Electron-Ion Collider yang sedang dibangun di Brookhaven National Laboratory di AS, meskipun BES III saat ini adalah satu-satunya mesin yang dikhususkan secara eksklusif untuk berburu gluon.