Os cientistas calcularam que o méson f0 TU Wien poderia ser uma partícula muito especial - os glueballs muito procurados, uma partícula composta de pura força. Durante décadas, os cientistas têm procurado chamados "glueballs". Agora parece ter sido encontrado no último.

A glueballs é uma partícula exótica composto inteiramente de glúons - partículas "pegajoso" que manter unidas as partículas nucleares. Glueballs são instáveis ​​e só pode ser detectada indiretamente, através da análise de sua decadência. Este processo de decomposição, no entanto, ainda não é completamente claro.



Professor Anton Rebhan e Frederic Brünner de TU Wien agora utilizada uma abordagem teórica romance para calcular glueballs decadência. Seus resultados concordam muito bem com dados de experimentos em acelerador de partículas. Esta é uma forte evidência de que uma ressonância chamado "f0", que foi encontrado em várias experiências, é na verdade os glueballs-procurado por muito tempo. Outros resultados experimentais são esperados nos próximos meses.

Forças são partículas, Too

Prótons e nêutrons são feitos de blocos de construção menores chamados quarks. Esses quarks estão unidos por uma força nuclear forte.

"Em física de partículas, cada força é mediada por um tipo particular de força de partículas, ea força das partículas da força nuclear forte é o glúon", diz Anton Rebhan.

Gluons pode ser visto como as versões mais complicadas de

No entanto, há uma diferença importante: os glúons-se sujeitos à sua própria força,

Em 1972, pouco depois de a teoria dos quarks e glúons foi formulado, os físicos Murray Gell-Mann e Harald Fritsch especulado sobre possíveis estados ligados de glúons puros.

Várias partículas foram encontrados em experiências com aceleradores de partículas que são considerados possíveis candidatos para glueballs, mas nunca houve um consenso científico sobre se deve ou não um desses sinais podem ser de fato a partícula misteriosa feita de pura força. Em vez de um glueballs, os sinais são encontrados em experiências também poderia ser uma combinação de quark e antiquarks.

Glueballs são demasiado curto para detectar diretamente. Se eles existem, eles devem ser identificados pelo estudo da sua decadência.

F0 Candidato decai Estranhamente

"Infelizmente, o padrão de glueballs deterioração não pode ser calculado estritamente", diz Anton Rebhan.

Modelos de cálculo simples têm mostrado que há dois candidatos realistas para glueballs: mésons chamados F0 e F0. Durante muito tempo, o primeiro foi considerado o candidato mais promissor.

Este último tem uma massa maior, o que concorda melhor com simulações de computador, mas quando ele decai, produz muitos quarks pesados. Para muitos cientistas de partículas, isto parecia improvável, porque as interações glúons geralmente não distinguir entre a luz e quarks pesados.

Anton Rebhan e PhD-aluno Frederic Brünner têm tomado agora um importante passo em frente na resolução deste quebra-cabeça, tentando uma abordagem diferente. Existem ligações entre teorias quânticas fundamentais que descrevem o comportamento das partículas em nosso mundo tridimensional e certas teorias da gravitação em espaços de dimensões superiores.

Isto significa que algumas questões físicos quânticos podem ser respondidas com as ferramentas da física gravitacional.

"Nossos cálculos mostram que é realmente possível para glueballs a decair principalmente em quarks estranhos", diz Anton Rebhan.

Surpreendentemente, o modelo calculado a decadência em duas partículas mais leves dão muito bem com o modelo de cárie medida para F0. Além disso, outros decaimentos em mais de duas partículas são possíveis. As suas taxas de inadimplência também foram calculados.

Até agora, esses decaimentos glueballs alternativa não foram medidos, mas dentro dos próximos meses, dois experimentos no Large Hadron Collider do CERN acelerador e um experimento em Pequim é esperado para produzir novos dados.

"Estes resultados serão cruciais para nossa teoria", diz Anton Rebhan. "Para estes processos multi-partículas, a nossa teoria prevê taxas de inadimplência, que são muito diferentes das previsões de outros modelos, mais simples. Se as medidas estão de acordo com os nossos cálculos, isso vai ser um grande sucesso para o nosso abordagem ".

Seria provas esmagadoras da f0 ser um glueballs. E, além disso, seria mais uma vez demonstrar que a gravidade de dimensão superior pode ser usado para responder as questões da física de partículas - de uma maneira que seria um outro grande sucesso da teoria de Einstein da relatividade geral, que gira 100 anos no próximo mês.

Frederic Brünner et ai.
Enhancement Nonchiral glueballs escala Decay modelo em Witten-Sakai-Sugimoto
Physical Review Letters.