Klebrige Zeug: Schwer Glueballs möglicherweise gefunden in Atom Smasher


Eine lang ersehnte subatomaren Teilchen genannt ein Glueball kann im normalen Anblick auf der weltweit größten Atom Smasher versteckt haben.

Neue Berechnungen zeigen, dass ein Teilchen entdeckt am Large Hadron Collider (LHC) in Genf, Schweiz, eigentlich ein Glueball, eine bizarre Partikel ausschließlich aus subatomaren Teilchen als Gluonen bekannt gemacht. Getreu ihrem Namen tragen Gluonen die starke Kernkraft, die innerhalb des Zellkerns, bietet eine Art Kleber, die Protonen und Neutronen im Kern eines Atoms hält fungiert.

Wenn der LHC Teilchen eine Glueball ist, wäre es ein Sonderling. Alle anderen Teilchen, die bisher beobachtet kombinieren Gluonen und die elementaren Bausteine der Materie, die sogenannten Quarks. [Fotos: die weltweit größte Atom Smasher]

"Die Idee ist, dass im Prinzip die Gluonen selbst einen gebundenen Zustand, ohne die Notwendigkeit der Einbeziehung von Quarks, bilden können", sagte Co-Studienautor Frederic Brunner, Doktorand in Physik an der technischen Universität Wien in Österreich. "Das ist irgendwie bemerkenswert."

Lange vorhergesagt, noch nie gesehen

In den 1920er Jahren wusste Physiker, dass der Kern des Atoms positiv geladene Protonen enthalten. Aber sie wusste auch, dass Dinge mit der gleichen Ladung einander abzuwehren, und sie konnte nicht herausfinden, wie die Protonen in den beengten des Atomkerns gequetscht konnte, ohne eine gigantische abstoßende Kraft zu generieren.

Forscher schließlich zeigte, dass die starke Kernkraft, die innerhalb des Zellkerns wirkt müssen die abstoßende Kraft auseinanderdrücken Protonen entgegenwirken. Später die Physiker Hypothese, dass Protonen und Neutronen (kollektiv Nukleonen genannt) noch kleinere Teilchen Quarks genannt wurden. Da alle Kräfte durch andere Teilchen in der Elementarteilchenphysik wirken, vermutet sie, dass eine starke Kernkraft diese Quarks zusammen über einem anderen Teilchen gebunden, die sie das Gluon genannt.

Im Jahr 1972 konnte der Physiker, den Murray Gell-Mann erkannte, dass ein Teilchen vollständig aus Gluonen zusammengesetzt. Im Laufe der Jahre schattenhafte Hinweise des Partikels (jetzt ein Glueball genannt) wurden in mehreren Experimenten gefunden, aber niemand konnte je beweisen, dass was sie gesehen hatten, war ein Glueball Brunner sagte.

Hinweise im LHC-Daten

Aber Daten aus dem LHC bereits Glueballs Existenz haben könnte, sagte Brunner. Unter den Trümmern der Atom Smasher Milliarden Proton sind Kollisionen subatomare Teilchen genannt Hadronen, die ins Dasein kurz, nur zum Verfall in noch kleinere Teilchen flitzen.

Diese Zerfall-Muster lassen Sie eine flüchtige Spur auf Gromer Detektoren am LHC. Basierend auf das Muster des Zerfalls, Schloss Physiker, dass diese Produkte zuletzt Verfall waren Mesonen, oder eine Kategorie von subatomaren Teilchen, die die starke Kernkraft zu vermitteln.

Die Daten aus der LHC hat nicht ergeben, genau das, was diese Mesonen sind, aber sie haben sie vorläufigen Namen gegeben – f0(1500) und f0(1710).

So fragte Brunner und seinem Doktorvater, theoretischer Physiker Anton Rebhan, ob eines dieser Teilchen der schwer fassbaren Glueball sein könnte. Um diese Frage zu beantworten, entwickelte das Team ein mathematisches Modell mit etwas, nennt das holographische Prinzip.

Im Wesentlichen bietet das holographische Prinzip eine Methode für die Zuordnung von alles in die 4D Welt (drei Dimensionen plus Zeit) auf einer höherdimensionalen Raum, der theoretisch im Universum lauern könnten.

Das Team fand, dass f0(1710) Meson an über den richtigen Rhythmus zu einem Glueball zerfallen. Aber sagte die Unmengen von Daten aus dem LHC sind immer noch nicht genug, um den Begriff nicht ausschließen, dass andere Kandidaten Partikel wie f0(1500) in der Tat die Glueball sind, Brunner.

"Wir brauchen mehr Verständnis der Zerfall Sätze der beteiligten Teilchen", sagte Brunner Live Science.

Jedoch kann das bald kommen. "Die Daten, die relevant für unsere Vorhersage ist jetzt genommen", und die Ergebnisse im Laufe des Jahres analysiert werden könnte, sagte Brunner.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Physical Review Letters 21 September gemeldet.

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