物理学家终于发现胶球了吗?最新证据指向肯定。
北京光谱仪III(BES III)实验的物理学家们发现了所谓胶球存在的令人信服的新证据,这是一种完全由胶子构成的难以捉摸的复合粒子,早在量子理论中就被预测到了。结果上个月以预印本的形式发布在arXiv上,并且在上周的国际高能物理会议(ICHEP)上进行了展示。我们周围看到的所有物质都是由夸克构成的,夸克由胶子(核强力的载体)结合在一起形成质子和中子,而质子和中子组成每一个原子的核心。希格斯玻色子在经过数十年的搜索后于2012年被发现,被广泛认为是粒子物理标准模型的最后一块缺失拼图。但仍然有许多未解之谜,包括胶球是否真的存在。如果标准模型是正确的,它们就应该存在;它们是量子色动力学的直接预测,也就是说,强核力的理论。实际上应该存在几种不同类型的胶球。正如马修·弗朗西斯在2015年为Ars撰写的那样:就像希格斯玻色子,胶球是物质具有质量的部分原因。希格斯玻色子是“希格斯场”的体现,该场在整个宇宙中存在。在没有希格斯的宇宙中,夸克、电子及其他基本粒子将没有质量,但当它们与该场相互作用时,它们会获得质量。相比之下,质子和中大部分质量并不是来自夸克,而是来自“胶水”将它们结合在一起。胶子正是这种胶水的来源(毕竟它们被称为“胶子”)。尽管它们没有质量,但结合质子内部所有物质所需的能量是巨大的,而且许多能量根据E=mc²的公式以质量的形式存在。如果没有胶子,质子就不存在,更谈不上有如此大的质量。不过,还有另一个副作用:胶子彼此之间会结合,而不仅仅是与夸克结合。这意味着可能存在仅由胶子构成的粒子,而不需要夸克——这就是胶球。在粒子动物园中,有一系列令人目眩的亚原子粒子。与寻找胶球特别相关的是所谓的 J/ψ 粒子,它于1974年被发现,是由一个魅夸克和一个魅反夸克组成的介子。当这些粒子衰变时,它们在过程中产生大量胶子和称为强子(hadron)的复合粒子,因此物理学家们长期认为这是寻找胶球特征的最佳实验环境。根据天体物理学家伊桑·西格尔的说法,要被视为可能的胶球,一个粒子必须具有零自旋、没有电荷、以及奇数的奇偶性等特性。
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