Kinijos mokslų akademijos Didelių energijų fizikos instituto mokslininkai paskelbė apie atradimą, kuris taps vienu reikšmingiausių XXI amžiaus kvantinės teorijos laimėjimų. Tyrėjai įrodė, jog paslaptinga dalelė X(2370) – tai gliubolas. Jiems pavyko praktiškai patvirtinti fundamentalų matematinį numatymą, kurio fizikos pasaulis siekė pusę amžiaus.
Tokio masto įvykiai fizikoje itin reti. Pastarąjį kartą panašaus lygio proveržis fiksuotas 2012 metais, kai Didžiajame hadronų greitintuve atrastas Higgso bozonas, kurio ieškota nuo 1964 metų.
Atradimo esmė: gliubolas – savaime sulipę „klijai“
Įsivaizduokite namo statybą iš plytų ir cemento. Įprastai cementas tik sujungia plytas, tačiau pats savaime negali tapti atskiru pastatu. Elementariųjų dalelių pasaulyje fizikai užfiksavo būtent tokį reiškinį: sąveikos „cementas“ susitelkė į tankų gumulą ir suformavo savarankišką objektą be jokių „plytų“.
Kas yra gliuonai ir kaip sudarytas įprastas pasaulis
Viskas aplink mus – nuo išmaniojo telefono iki tolimiausių žvaigždžių – sudaryta iš atomų. Atomus sudaro protonai ir neutronai, o šie susideda iš mažyčių dalelių – kvarkų.
Kad kvarkai neišsibarstytų, juos laiko kvantiniai „klijai“ – gliuonai (angl. glue – klijai). Įprastose dalelėse gliuonai veikia tik kaip rišamoji grandis. Vis dėlto dalelė X(2370) įrodė, jog šie „klijai“ gali susijungti patys su savimi.
Šio atradimo reikšmė kvantinei teorijai remiasi trimis esminiais ramsčiais:
1. Kvantinės chromodinamikos (KChD) patvirtinimas
Už stipriąją branduolinę sąveiką atsakinga fizikos šaka – kvantinė chromodinamika (KChD).
Įprastą šviesą sudaro fotonai: sukryžiavus du žibintuvėlių spindulius, jie perskros vienas kitą nesusidurdami. Tuo tarpu kvantinė teorija teigia, jog gliuonai turi ypatingą „spalvinį krūvį“. Dėl šio krūvio jie jaučia vienas kitą, gali trauktis ir susijungti į vientisą darinį. Eksperimentas su X(2370) patvirtino, jog pamatinės KChD lygtys veikia nepriekaištingai.
2. A. Einsteino formulė praktikoje
Garsioji formulė E=mc² rodo, jog masė tėra itin koncentruota energija.
Įprastose dalelėse masę kuria materija (kvarkai) ir jų ryšių energija. Tuo tarpu gliubole kvarkų apskritai nėra. Jo masė atsirado išskirtinai iš pačių gliuonų sąveikos energijos. Kvantinė teorija gavo vaizdų įrodymą, jog grynas jėgos laukas gali materializuotis į fizinį objektą, kurį galima pasverti ir išmatuoti.
3. Dalelių kalinimo paslapties įminimas
Fizikams ilgai ramybės nedavė klausimas, kodėl atskiri kvarkai ir gliuonai gamtoje niekada neaptinkami laisvi, o lieka užrakinti kitų objektų viduje. Ši savybė vadinama konfainmentu (arba dalelių kalinimu).
Dalelės X(2370) patvirtinimas parodė, jog stiprioji sąveika tokia galinga, kad net nesant jokių išorinių dalelių kvantinis laukas pats save suriša į mazgą ir suformuoja stabilią dalelę.
