Cząstki gluonowe i ich znaczenie w fizyce

Teoria gluobolu (gluonium)

• Istnieje od ponad 50 lat.
• Cząstka złożona wyłącznie z gluonów.
• Odkrycie cząstki X2370 przez chińskich naukowców z użyciem BES-3.

Struktura atomowa

• Atomy składają się z neutronów, protonów i elektronów.
• Neutrony i protony składają się z kwarków.
• Kwarki są łączone przez gluony poprzez oddziaływanie silne.

Odkrycie kwarków

• Połowa XX wieku: odkrycie przez Murray'a Germana.
• Istnieją co najmniej sześć rodzajów kwarków:
  • Kwark górny (2,3 MeV, +2/3)
  • Kwark dolny (4,8 MeV, -1/3)
  • Inne: powabny, wysoki, dziwny, niski.

Ładunki kwarków

• Proton: 2 kwarki górne + 1 dolny = +1.
• Neutron: 1 kwark górny + 2 dolne = 0.

Oddziaływanie silne

• Silne związanie kwarków.
• Próba oddzielenia kwarków prowadzi do powstania nowych cząstek (analogicznie do anihilacji materii z antymaterią).
• Wzrost siły spajającej przy oddalaniu kwarków.

Chromodynamika kwantowa (QCD)

• Opisuje oddziaływanie silne między kwarkami i gluonami.
• Istnienie różnych stanów związanych: bariony, mezony, tetrakwarki, stany gluonowe.
• Wprowadzenie pojęcia koloru jako liczby kwantowej kwarków.

Gluony

• Roztaczają ładunek kolorowy.
• Każdy gluon niesie kolor i antykolor.
• Przykład zmiany koloru kwarka.

Cząstki wyłącznie z gluonów

• Pytanie o istnienie kul gluonowych.
• Technika kratowej chromodynamiki kwantowej.
• Przewidywanie stanu gluBall.

Kandydatki na Gloobol

1. Pierwsza kandydatka (2015)

   • Teoria Anton Rebnana i Friedrich Brannera.
   • Możliwe powiązanie z silnym rezonansowym rozpadem jądrowym.
   • Sceptycyzm co do rezultatu.

2. Druga kandydatka: cząstka X2370

   • Odkrycie w eksperymencie BES-3.
   • Zderzacz elektronowo-pozytronowy w Pekinie.
   • Zidentyfikowana jako cząstka Czarmonia.
   • Zgromadzone dane: 10 miliardów rozpadów.
   • Prawdopodobieństwo rozpadów: na foton, trzy gluony, foton i dwa gluony.

Właściwości cząstki X2370

• Masa: 2,395 GeV/c^2 (zgodność z przewidywaniami QCD).
• Zmierzone spin i parzystość.
• Potencjalne wątpliwości i konieczność dalszych badań.

Podsumowanie

• Odkrycie X2370 jako najsilniejszy dowód na istnienie Gloobol.
• Możliwość tworzenia nowych egzotycznych cząstek z kwarków.
• Zachęta do dalszego zgłębiania tematu fizyki cząstek.