Vlevo nukleony, vpravo přízračný glueball. Kredit: TU Wien.

Ani ne před rokem jsme na OSLU předpovídali, že by částicoví fyzici mohli konečně objevit toužebně očekávané gluebally. Jsou to velmi exotické potvůrky z částicové ZOO, které by se měly skládat ze dvou a více gluonů, elementárních částic, které zprostředkovávají silnou interakci mezi kvarky. A už je to možná tady, i když ještě budeme muset čekat na další výsledky.

Anton Rebhan. Kredit: Wikimedia Commons.

Gluony nemají hmotnost, ale fungují jako lepidlo, které drží pohromadě atomová jádra. Vědci už dlouho předpokládají, že by se gluony mohly slepovat dohromady a tím vytvářet částice, tedy gluebally. Zatím ale nikdo takové částice nenašel, je totiž výjimečně obtížné je rozeznat od běžných částic, kterých vznikají v urychlovačích spousty. Gluebally jsou navíc nestabilní a lze je vystopovat jedině nepřímo, z jejich rozpadů. Potíž je v tom, že tyhle rozpady doposud nebyly pořádně teoreticky zvládnuté.

Anton Rebhan a Frederic Brünner z Vídeňské technické univerzity vyvinuli nový postup, jak počítat rozpad glueballů. Jejich výsledky jsou podle všeho ve velmi pěkném souladu s daty experimentů na urychlovačích částic.

Potvrdí gluebally v experimentu TOTEM? Kredit: CERN.

Podle jejich nových výpočtů je mezonový stav označovaný jako f0(1710), který se objevuje v různých experimentech na urychlovačích, ve skutečnosti právě tolik hledaným glueballem.

Fotogalerie ZDE

BESIII. Drift Chamber. Kredit: CERN, BESIII.

Gluony jsou vlastně taková poněkud komplikovanější verze fotonů. Nehmotné fotony zodpovídají za elektromagnetickou sílu, kdežto celkem osm různých gluonů zprostředkovává silnou jadernou sílu. Podstatný rozdíl mezi nimi ale spočívá v v tom, že gluony lepí i samy sebe a fotony ne. Proto je přinejmenším teoreticky možné, že gluebally opravdu existují.

Částicoví fyzici už dříve vytipovali dva nejlepší kandidáty na gluebally, mezony označované f0(1500) a f0(1710). Shodou okolností za nejnadějnějšího kandidáta považovali mezon f0(1500). Mezon f0(1710) je sice o něco hmotnější, což by hrálo v jeho prospěch, na urychlovačích ale při jeho rozpadu vzniká hodně podivných kvarků, což tento mezon v očích mnoha částicových fyziků diskvalifikovalo. Výpočty Rebhana a Brünnera teď ale přesvědčivě ukazují, že rozpad mezonu f0(1710) je naopak perfektně v souladu s tím, že by to mohl být glueball.

Ještě to není úplně stoprocentní, ale během pár měsíců by mohly být k dispozici další výsledky, které by to potvrdily. Vědci takové výsledky očekávají na Velkém hadronovém srážeči LHC, od jeho experimentů TOTEM a LHCb, a pak také na čínském srážeči BESIII v Pekingu. Rebhan s Brünnerem se na ně pochopitelně velice těší. Když budou sedět na jejich glueballové výpočty, tak už pomalu můžeme slavit objev glueballu a potvrzení dalšího kousku skládačky Standardního modelu částicové fyziky.

Literatura
TU Wien 12. 10- 2015, Wikipedia (Glueball).