Partikel seluruhnya terbuat dari kekuatan

Model Standar fisika partikel adalah teori fundamental yang secara elegan merangkum pemahaman kita tentang gaya fundamental dan partikel yang menyusun alam semesta. Anggap saja sebagai semacam tabel periodik fisika partikel. Model ini mengklasifikasikan semua partikel subatom yang diketahui, termasuk enam jenis quark, enam jenis lepton (seperti elektron), dan partikel pembawa gaya seperti foton untuk elektromagnetisme, gluon untuk gaya kuat, dan boson W dan Z untuk gaya lemah. memaksa. .

Proton dan neutron bukan bagian dari Model Standar karena merupakan partikel lebih besar yang tersusun dari quark. Semua partikel yang lebih besar dan semua materi hanya terdiri dari quark dan lepton.

Di antara sekian banyak partikel yang diprediksi oleh Model Standar, terdapat beberapa partikel eksotik yang belum dapat dikonfirmasi. Ini termasuk “bola lem”, atau kumpulan partikel yang seluruhnya terbuat dari gluon, yaitu partikel yang mentransmisikan gaya kuat. Dengan kata lain, bola lem adalah partikel yang seluruhnya terbuat dari gaya. Penggemar Star Wars, bergembiralah!

Jangan biarkan nama konyol itu membodohi Anda. Globalz Sangat menarik – dan meskipun sifatnya sulit dipahami, banyak fisikawan partikel yakin bahwa partikel tersebut benar-benar ada. Baru-baru ini, penelitian selama beberapa dekade di Beijing Particle Collider mungkin akhirnya menemukan bukti pertama keberadaan bola lem, sebuah partikel baru bernama X(2370) yang meluruh dari jenis meson tertentu, yang dikenal sebagai J/ψ.

Sebuah bola yang terbuat dari kekuatan

Perbedaan utama antara bola lem dan molekul lain terletak pada strukturnya dan interaksi yang terlibat. Dalam hadron biasa, seperti proton dan neutron, gluon bertindak sebagai “lem” yang memediasi gaya kuat antar quark. Sebaliknya, bola lem adalah wujud gluon murni, yang pada dasarnya merupakan kumpulan gluon yang terikat menjadi satu. Interaksi diri ini merupakan ciri unik yang muncul dari kemampuan gluon untuk berinteraksi satu sama lain, tidak seperti pembawa gaya lain seperti foton dalam elektromagnetisme.

Mendeteksi dan mempelajari bola lem sulit dilakukan karena diperkirakan akan bercampur dengan partikel lain yang mengandung quark dan meluruh menjadi partikel yang lebih familiar, sehingga sulit dipahami dalam pengamatan eksperimental.

Sejak pertama kali diluncurkan secara online pada tahun 2008, Beijing Spectrometer III – eksperimen pendeteksian partikel yang berlokasi di Electron-Positron Collider di Beijing – telah mencatat peristiwa bentuk partikel sebesar 10 miliar J/ψ. Ini adalah beberapa partikel paling tidak stabil yang pernah ada, ada sesaat sebelum membusuk menjadi partikel lain, termasuk partikel X (2370) yang baru diidentifikasi.

X(2370) menghadirkan sifat menarik yang konsisten dengan yang diharapkan dari bola lem. Ia tidak menunjukkan muatan listrik, tidak ada valensi ganjil, dan massanya berada dalam kisaran yang diharapkan untuk keadaan bola paling ringan. Hasilnya juga sangat konsisten dengan prediksi dari kromodinamika kuantum (QCD), sebuah metode komputasi yang baru-baru ini cukup matang untuk memprediksi partikel eksotik dengan akurasi tinggi.

Menurut peneliti di Tiongkok, signifikansi statistik dari hasil tersebut lebih dari 5 sigma. Artinya, hanya ada kemungkinan 0,00006% bahwa pembacaan tersebut merupakan anomali statistik acak.

Diperlukan lebih banyak penelitian

Meskipun hasil-hasilnya menjanjikan, masih ada alasan untuk berhati-hati. Tingkat produksi dan rasio percabangan X (2370) tidak sesuai dengan ekspektasi awal. Ada kemungkinan bahwa partikel ini mewakili keadaan eksotik lainnya, seperti tetraquark, dan bukan bola lem yang sebenarnya, seperti yang dicatat oleh fisikawan dan jurnalis sains Ethan Siegel dalam sebuah artikel. Pemikiran besar kondisi.

“Namun, dengan ratusan ribu jenis partikel komposit yang pasti ada, tetapi belum pernah terlihat sebelumnya. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menentukan sifat lengkap dari Peluncuran tersebut alam, maka ada sesuatu yang salah dengan Model Standar. “Jika bola lem memang ada, X(2370) mungkin merupakan objek pertama yang ditemukan umat manusia,” tulis Siegel.

Hasil baru muncul di Surat ulasan fisik.