Глуонско топче

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето

Во физика на честички, глуонско топче (исто така глуониум, глуонска-топка) е хипотетичка композитна честичка.[1] Таа се состои само од честички глуони, без валентни кваркови. Таквата состојба е можна затоа што глуоните имаат обоен полнеж и се под дејство на силното заемнодејство. Глуониумите се исклучително тешко се препознаваат во забрзувачите на честички, бидејќи тие може да се помешаат со вообичаените мезонски состојби.[2]

Теоретските пресметки покажуваат дека глуониумите треба да постојат на енергии кои се достижни за тековните судирачи . Сепак, поради горенаведените тешкотии (меѓу другите), досега тие не се забележани и со сигурност препознаени,[3] иако феноменолошките пресметки наведуваат дека постои експериментално потврден глуониумовски кандидат, означен со ознаката , кој има својства во согласност со оние што се предвидени од стандардниот модел за глуониумите.[4]

Предвидувањето дека глуониумите постојат е едно од најважните предвидувања на стандардниот модел на честичната физика, кој се уште не е потврден експериментално.[5] Глуониумите се единствените честички предвидени со стандардниот модел со вкупен аголен момент (Ј) (понекогаш наречен „внатрешен спин“) кој може да биде или 2 или 3 во нивната основна состојба.

Својства[уреди | уреди извор]

Во принцип, теоретски е можно сите својства на глуоните да се пресметаат точно и да се добијат директно од равенки и основни физички константи на квантната хромодинамика(КХД) без понатамошно експериментални текстови. Така, предвидените својства на овие хипотетички честички може да бидат опишани во исклучителни детали користејки само Стандарден Модел на физика, кој има широко прифаќање во теоретската физичка литература. Но, постои голема несигурност при мерењето на некои од релевантните клучни физички константи, и (КХД) пресметките се толку тешки што решенијата за овие равенки се речиси секогаш нумерички, предвидувањата секогаш произведуваат (збогатени со неколку многу различни методологии). Ова може да доведе до варијација во теоретските предвидувања за глуоните својства како маса и разгранување на ликвидност во глуоните се распаѓа.

Составни честички и обоеност[уреди | уреди извор]

Теориските истражувања за глуоните се насочени на глуониуми се состои од или со две gluons или три gluons, по аналогијата на мезони и бариони има две или три кваркови соодветно. Како и во случај кај мезоните и барионите, глуоните ќе бидат КХД боја полнење неутрални. Барионовиот број на глуоните е нула.

Две глуонски топчиња може да имаат вкупен аголен импулс (J) на 0 (кои се скаларен бозон или псевдо-скалар) или 2 (тенсор). Три глуон топчиња може да имаат вкупен аголен импулс (Ѕ) од 1 (вектор бозон) или 3. Сите глуони имаат вкупен аголен импулс, што подразбира дека тие се бозони наместо фермиони.

Глуоните се само честички предвидени со Стандарден Модел со вкупнен аголен импулс (Ј) (понекогаш се нарекува "внатрешен спин") кој може да биде било 2 или 3 во нивната земја, иако мезоните се состојат од два кварка со J=0, J=1 слични маси се забележани и кај возбудени членки на други мезони кои може да ги имаат овие вредности на вкупен аголен импулс.

Основните честички со земјата држави имаат J=0 или J=2 и лесно се разликуваат од глуоните. Хипотетичкикиот гравитон, додека има вкупен аголен импулс J=2 ќе има и недостаток на боја, и тој ќе биде полесен за разликување од глуонот. Стандардниот Модел на Хигсов бозон за која привремено се мери масата на околу 125–126 GeV/c2 е утврдена е само основните честички со J=0 во Стандардниот Модел. Таа, исто така нема боја на полнење и оттука не се вклучат во силната сила на интеракции. Но Higgs boson е во врска со 25–80 пати како тешки и како маса на различни glueball држави е предвидено со Стандарден Модел.

Електричен полнеж[уреди | уреди извор]

Сите глуони ќе имаат електричен полнеж еднаков на нула бидејки самите глуони немаат електричен полнеж.

Маса и парност[уреди | уреди извор]

Глуоните се предвидени од страна на квантната хромодинамика да бидат масивни, без оглед на фактот дека глуоните во себе имаат нулта отпор на маса во Стандарден Модел. Глуоните со сите четири можни комбинации на квантните броеви P (паритет) и C (c-паритет) за секој можен вкупен аголен импулс се сметаат за производ на најмалку петнаесет можни глуонски држави, вклучувајќи ги и возбудените глуонски држави што ги споделуваат истите квантни броеви, но имаат различни маси со најсветлите држави кои имаар маси толку ниски, како 1.4 GeV/c2 (за глуони со квантни броеви J=0, P=+, C=+), и најтешките држави имаат маси големи речиси 5 GeV/c2 (за глуони со квантни броеви J=0, P=+, C=-).[3]

Овие маси се во ист ред на големина како масите на многу експериментално забележани мезони и бариони, како и на масите на тау-честичката, кваркот, длабинскиот кварк,и некои водородни изотопи, и некои хелиумски изотопи.

Исто како сите и Стандардниот Модел за мезони и бариони, освен протоните, се нестабилни при изолација, сите глуони се предвидени од страна на Стандардниот Модел да бидат нестабилни при изолација, со различни КХД пресметки се предвидува вкупното распаѓање на ширината (која е функционално поврзана со половина-живот) за разни глуонски држави. КХД пресметки, исто така, направиле предвидувања во однос на очекувањето за распаѓање модели на глуони.[6][7] На пример,глуоните не би radiative или две фотон се распаѓа, но ќе се распаѓа во парови на пиони, парови на каони, или парови на ета мезони.[6]

Практично влијание на макроскопската нискоенергетска физика[уреди | уреди извор]

Feynman дијаграм на glueball (G) мошти на две pions (
π
). Такви се распаѓа помогне на студија на и барање за glueballs.[8]

Бидејќи Стандардниот Модели се толку ефемерни (мошти речиси веднаш во повеќе стабилна распаѓање производи) и се само генерирани во висока енергетска физика, глуоните само се јавуваат синтетички и во природни услови на Земјата и луѓето лесно може да ги набљудуваат. Тие се научно значајни главно, бидејќи тие може да се тестираат сп предвидувањата на Стандардниот Модел, а не поради феноменолошкото влијание врз макроскопските процеси, или нивните инженерски апликации.

КХД решеткини симулации[уреди | уреди извор]

Решетки КХД обезбедуваат начин да се учат глуоните од теоретски спектар и од првите принципи. Некои од првите количини, пресметани со користење решетки КХД методи (во 1980 година) беа глуонските проценки за маса.[9] Morningstar и Peardon[10] пресметани во 1999 година масите од најлесните глуони во КХД без динамички кваркови.Трите најниски држави се табела подолу. Присуството на динамички кваркови малку ќе ги смени овие податоци, но, исто така,ги прави пресметките потешки. Од тоа време пресметки во рамките на КХД (решетки и збир на правила) се пронаоѓа најлесниот глуон да биде скалар со маса во опсег од околу 1000-1700 MeV.[3]

J P'C маса
0++ 1730 ±80 MeV
2++ 2400 ±120 MeV
0−+ 2590 ±130 MeV

Експериментални кандидати[уреди | уреди извор]

Честичките на педалот за гас преку експерименти често се во можност да ги идентификуваат нестабилни композитни честички и додели масите на оние честички со точност од околу 10 MeV/c2, без да бидат во можност веднаш да ја доделите на честички резонанца дека е забележан на сите својства на кои честички. Резултатот на таквите честички се откриени, иако честички откриен во некои експерименти, но не и на другите може да се смета како сомнителни. Некои од кандидатот честички resonances кои би можеле да се glueballs, иако доказите не е дефинитивна, го вклучуваат следново:

Векторски, псевдо-векторски или тензорски глуониумски кандидати[уреди | уреди извор]

  • X(3020) почитуваат од страна на BaBar соработка е кандидат за возбудени држава на 2−+, 1+− или 1-- glueball членки, со маса од околу 3.02 GeV/c2.[5]

Скаларни глуониумски кандидати[уреди | уреди извор]

  • f0(500), исто така познат како т – својствата на овој честички се можеби во согласност со 1000 MeV или 1500 MeV маса glueball.[3]
  • f0(980) – структура на овој композитни честичката е во согласност со постоењето на светлина glueball.[3]
  • f0(1370) – постоење на овој резонанца е спорно, туку е кандидат за glueball-meson мешање на државата[3]
  • f0(1500) – постоење на овој резонанца е неспорен, но неговиот статус како glueball-meson мешање на државата или чиста glueball не е добро утврдена.[3]
  • f0(1710) – постоење на овој резонанца е неспорен, но неговиот статус како glueball-meson мешање на државата или чиста glueball не е добро утврдена.[3]

Други кандидати[уреди | уреди извор]

  • Gluon авиони на LEP експеримент покажуваат 40% вишокот над теоретски очекувањата на electromagnetically неутрален кластери кој сугерира дека electromagnetically неутрални честички се очекува во gluon богата средини како што се glueballs се очекува да бидат присутни.[3]

Многу од овие кандидати се предмет на активна истрага за најмалку осумнаесет години.[6] На GlueX експеримент е специјално дизајниран за да се произведе повеќе дефинитивна експериментални докази за glueballs.[11]

Поврзано[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Френк Затвори и Филип Р Страница, "Glueballs", Scientific American, vol. 279 бр. 5 (ноември 1998) pp. 80-85
  2. Vincent Mathieu; Nikolai Kochelev; Vicente Vento (2009 г). The Physics of Glueballs. „International Journal of Modern Physics E“ том  18: 1–49. doi:10.1142/S0218301309012124. Bibcode2009IJMPE..18....1M. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 Wolfgang Ochs (2013 г). The status of glueballs. „Journal of Physics G“ том  40 (4): 043001. doi:10.1088/0954-3899/40/4/043001. Bibcode2013JPhG...40d3001O. https://arxiv.org/pdf/1301.5183v3.pdf. 
  4. Frederic Brünner; Anton Rebhan (21 септември 2015 г). Nonchiral Enhancement of Scalar Glueball Decay in the Witten-Sakai-Sugimoto Model. „Phys. Rev. Lett.“ том  115 (13): 131601. doi:10.1103/PhysRevLett.115.131601. PMID 26451541. Bibcode2015PhRvL.115m1601B. 
  5. 5,0 5,1
    Y. K. Hsiao, В. П. Geng, "Идентификување Glueball на 3.02 GeV во Baryonic Б Распаѓа" (Верзија 2: октомври 9, 2013) https://arxiv.org/abs/1302.3331
  6. 6,0 6,1 6,2
    Валтер Таки, "Пребарување за Glueballs" (1996) http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/ssi96-006.pdf
  7. Види, на пример, Walaa I. Eshraim, Stanislaus Janowski, "Разгранување на ликвидност на pseudoscalar glueball со маса од 2,6 GeV", подготвени за Постапки на Затвореноста X - Конференција на Кварк Затвор и Hadron Спектар (Минхен/Германија, 8-12 октомври 2012) (pre-print објавено јануари 15, 2013) https://arxiv.org/abs/1301.3345
  8. T. Cohen; F. J. Llanes-Estrada; J. R. Pelaez; J. Ruiz de Elvira. Non-ordinary light meson couplings and the 1/Nc expansion. „Physical Review D“ том  90. doi:10.1103/PhysRevD.90.036003. Bibcode2014PhRvD..90c6003C. 
  9. Б. Берг. Иглички-иглички приказни во su(2) решетки мерач теорија. Phys. Lett., B97:401, 1980.
  10. Colin J. Morningstar; Mike Peardon (1999 г). Glueball spectrum from an anisotropic lattice study. „Physical Review D“ том  60 (3): 034509. doi:10.1103/PhysRevD.60.034509. Bibcode1999PhRvD..60c4509M. 
  11. "The Physics of GlueX".