Существование глюболов было предсказано в 1970-х годах на основе квантовой хромодинамики — теории, описывающей сильное взаимодействие, которое удерживает атомные ядра. Фотоны, переносящие электромагнитное взаимодействие, проходят друг сквозь друга, не оказывая влияния. Глюоны же, напротив, обладают тем же зарядом, который переносят. Это означает, что они могут притягиваться друг к другу, образуя клубок глюонных полей. Теоретически такие клубки, или глюболы должны существовать, но их предсказание — сложнейшая задача. Долгое время расчеты предсказывали, что самый легкий псевдоскалярный глюбол должен иметь массу около 2,37 ГэВ — и именно такая масса у X (2370).
Частица X (2370) впервые появилась в данных коллайдера в 2011 году — в распадах J/ψ-частицы, которая состоит из очарованного кварка и антикварка. В 2024-м ученые эксперимента BESIII, который проводится в Пекине на электрон-позитронном коллайдере BEPCII, впервые определила спин и четность X (2370) как 0⁻⁺ (нулевой полный спин, отрицательная пространственная четность и положительная зарядово-сопряженная четность). Такая комбинация встречается крайне редко. И она идеально совпадает с предсказаниями расчетов для псевдоскалярного глюбола, пишет Bioingeneer.
Теперь же коллаборация добавила новый, решающий аргумент: наблюдая несколько новых каналов распада X (2370), она определила его синглет по аромату. В мире частиц это значит, что X (2370) не «принадлежит» какому-то одному кварковому аромату. Вместо этого он симметрично взаимодействует со всеми легкими кварками — именно так должен вести себя объект, состоящий преимущественно из глюонов, которые не несут кваркового аромата.
Авторы исследования подчеркивают: X (2370) не обязательно является «чистым» глюболом. В квантовом мире состояния с одинаковыми квантовыми числами могут перемешиваться. Но доминирует все же глюбольный компонент, утверждают ученые.
Подтверждение результатов многолетней работы коллаборации BESIII станет прямым низкоэнергетическим доказательством неабелевой структуры КХД, теории, которая постулирует, что переносчики взаимодействия влияют друг на друга. В таком случае, мы получим первое экспериментальное окно в мир вещества, состоящего исключительно из глюонов.
Недавно все четыре главных эксперимента Большого адронного коллайдера — ALICE, ATLAS, CMS и LHCb — представили новые свидетельства того, что столкновения относительно легких ядер кислорода и неона тоже могут порождать кварк-глюонную плазму.
