Νέα μορφή ύλης ξεπήδησε από επιταχυντή – Τι είναι το περίφημο «γλοιόνιουμ»

Το νέο σωματίδιο αποτελείταιο σχεδόν αποκλειστικά από γλοιόνια, σωματίδια χωρίς μάζα που δρουν ως φορείς της ισχυρής πυρηνικής δύναμης,

Έπειτα από μισό και πλέον αιώνα αναζήτησης, οι φυσικοί πιστεύουν ότι επιβεβαίωσαν την ύπαρξη μιας αλλόκοτης μορφής ύλης, η οποία περιέργως αποτελείται από σωματίδια χωρίς μάζα.

Τα φευγαλέα «γλοιόνιουμ» ή «σφαίρες γλοιονίων» (glueball), των οποίων την ύπαρξη προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από γλοιόνια (ή γκλουόνια).

Διεθνής ερευνητική κοινοπραξία που διαχειρίζεται το Φασματόμετρο Πεκίνου ΙΙΙ (BESII, εικόνα) ανακοίνωσε ότι ένα σωματίδιο που ανακαλύφθηκε το 2011, γνωστό ως X(2370), διαπιστώθηκε από νέες μετρήσεις ότι αποτελείται κυρίως από γλοιόνιουμ.

Τα ευρήματα, τα οποία παρουσιάστηκαν αυτό τον μήνα στο Διεθνές Συνέδριο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών στην Αυστραλία, δεν αποδεικνύουν πέραν πάσης αμφιβολίας ότι ανιχνεύθηκαν γλοιόνιουμ, είναι όμως «αρκετά πειστικά», όπως σχολίασε στο περιοδικό Nature ο Ούλριx Έγκεντε του Πανεπιστημίου Monash στη Μελβούρνη, ο οποίος δεν συμμετείχε στα πειράματα.

«Πρόκειται για πειραματικό θρίαμβο» δήλωσε στο περιοδικό Science ο Κόλιν Μόρνινκσταρ του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon.

Εφόσον επιβεβαιωθεί οριστικά, η ανακάλυψη των γλοιόνιουμ θα προσέφερε άμεσες ενδείξεις ότι τα γλοιόνια αλληλεπιδρούν με τον εαυτό τους, μια βασική πρόβλεψη της κβαντικής χρωμοδυναμικής, της θεωρίας του Καθιερωμένου Μοντέλου που περιγράφει τα κουάρκ και τα γλοιόνια.

Η παρατήρηση των γλουόνιουμ θα μπορούσε παράλληλα να βελτιώσει τις γνώσεις μας για την προέλευση της μάζας. Αν και τα πρωτόνια αποτελούνται από κουάρκ, το άθροισμα της μάζας αυτών των κουάρκ είναι μικρότερο από τη μάζα των πρωτονίων. Η μάζα του ατομικού πυρήνα, επομένως, πρέπει να προκύπτει από αλληλεπιδράσεις των γλοιονίων.