Перегляд вихідного коду сторінки Глюбол

'''Глюбо́л''' або '''глюоній''' ({{lang-en|glueball}}) є гіпотетичною складною частинкою [[фізика елементарних частинок|фізики елементарних частинок]].<ref>* [[Frank Close]] and Phillip R. Page, «Glueballs», ''Scientific American'', vol. 279 no. 5 (November 1998) pp.&nbsp;80–85</ref> Він складається винятково з [[глюон]]ів без валентних [[кварк]]ів. Такий стан можливий, тому що глюони несуть [[колірний заряд]] і беруть участь в [[сильна взаємодія|сильній взаємодії]]. Глюболи дуже складно визначити в [[прискорювач заряджених частинок|прискорювачах частинок]], оскільки вони змішуються зі звичайними станами [[Мезони|мезонів]].<ref>{{cite journal
 |author= Vincent Mathieu
 |author2= Nikolai Kochelev
 |author3= Vicente Vento
 |date=2009
 |title=The Physics of Glueballs
 |journal=[[International Journal of Modern Physics E]]
 |volume=18 |pages=1–49
 |doi= 10.1142/S0218301309012124
|bibcode = 2009IJMPE..18....1M |arxiv = 0810.4453 }}
[http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=220258 Glueball on arxiv.org] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200712192707/http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=2&index1=220258 |date=12 липня 2020 }}</ref>

Теоретичні розрахунки показують, що глюболи повинні існувати в діапазонах енергій, доступних з урахуванням сучасних технологій колайдерів. Проте, через вищезгадані труднощі вони досі не спостерігались і не були достовірно підтверджені,,<ref name=":0">{{Cite news|url=http://arxiv.org/pdf/1301.5183v3.pdf|title=The status of glueballs|first1=Wolfgang|last1=Ochs|date=2013-04-01|pages=043001|language=|work=[[Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics]]|volume=40|doi=10.1088/0954-3899/40/4/043001|pmc=|pmid=|issue=4|issn=0954-3899|access-date=2024-12-20}}</ref> хоча феноменологічні розрахунки припускають, що експериментально визначена частинка, що позначається <math>f_{0}(1710)</math>, має властивості, що відповідають очікуваним для глюбола [[Стандартна модель|Стандартної моделі]].<ref>{{cite journal |author1=Frederic Brünner |author2=Anton Rebhan |date=2015-09-21 |title=Nonchiral Enhancement of Scalar Glueball Decay in the Witten-Sakai-Sugimoto Model |journal=Phys. Rev. Lett. |volume=115 |issue=13 |doi=10.1103/PhysRevLett.115.131601 |arxiv=1504.05815 }}</ref>

Передбачення існування глюбола є одним з найважливіших передбачень Стандартної Моделі фізики елементарних частинок, які досі не були підтверджені експериментально.<ref name="arxiv.org">Y.K. Hsiao, C.Q. Geng, «Identifying Glueball at 3.02 GeV in Baryonic B Decays» (Version 2: October 9, 2013) http://arxiv.org/abs/1302.3331 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200711101204/https://arxiv.org/abs/1302.3331 |date=11 липня 2020 }}</ref> Глюболи єдині частинки передбачені Стандартною моделлю з повним [[момент імпульсу|моментом імпульсу]] (J) (у ядерній фізиці та фізиці елементарних частинок його іноді називають «внутрішнім спіном»), який може набувати значень 2 або 3 в основних станах.

== Властивості глюбола ==

Теоретично можливо визначити всі властивості глюбола і вивести їх з рівнянь і фундаментальних констант [[квантова хромодинаміка|квантової хромодинаміки]] без подальших введень з експериментів. Таким чином, передбачені властивості цих гіпотетичних частинок можна детально описати, використовуючи тільки Стандартну модель, яка має широке визнання в фізичній літературі. Але існує значна невизначеність пов'язана з вимірюванням деяких основних констант, а також зі складністю розрахунків в [[Квантова хромодинаміка|квантовій хромодинаміці]] (КХД). Розрахунки в КХД настільки складні, що розв'язки рівнянь майже завжди є числовими наближеннями. Це може привести до зміни теоретичних передбачень властивостей глюбола.

== Склад і колірний заряд ==

Теоретичні дослідження глюболів були зосереджені на глюболах, що складаються з двох або трьох [[глюон]]ів, за аналогією з [[Мезони|мезонами]] і [[Баріони|баріонами]], які складаються з двох і трьох [[кварк]]ів відповідно. Як мезони і баріони глюбол матиме нейтральний [[колірний заряд]]. Баріонне число ([[баріонний заряд]]) глюобола&nbsp;— нуль.
Глюоболи не мають [[електричний заряд|електричного заряду]], оскільки глюони не несуть електричного заряду.

== Повний момент імпульсу ==

Двоглюонний глюбол може мати повний момент імпульсу (J) рівний 0 (скаляр) або 2 (тензор). Триглюонний глюбол може мати повний момент імпульсу 1 (векторний [[бозон]]) або 3. Всі глюболи мають цілий повний момент імпульсу, що означає, що вони швидше [[бозон]]и ніж [[ферміон]]и.
Елементарні частинки в основних станах, в яких J=0 або J=2, можна легко відрізнити від глюбола. [[Гравітон]], в якого J=2 буде безмасовим і не матиме колірного заряду, так буде відрізнений від глюбола. [[Бозон Хіггса]] є єдиною фундаментальною частинкою в Стандартній моделі з J=0, також є безколірним, а отже, не бере участі в сильних взаємодіях. Маса Бозона Хіггса близько в 25-80 разів більша за масу різних глюболів, які передбачаються Стандартною моделлю.

== Маса ==

Глюболи передбачаються квантовою хромодинамікою як масивні частинки, попри те, що самі глюони мають нульову [[маса|масу спокою]]. Розглядалися глюболи зі всіма чотирма можливими комбінаціями квантових чисел Р і С для кожного можливого моменту імпульсу. Існує щонайменше 15 можливих станів глюбола, включно зі збудженими, в яких ті ж самі квантові числа, але відрізняються маси. Так, найлегший стан з масою 1,4&nbsp;ГеВ/с<sup>2</sup> (для глюбола з квантовими числами J=0, P=+ , C=+), а найважчий з масою майже 5&nbsp;ГеВ/с<sup>2</sup> (для глюбола з квантовими числами J=0, P=+ , C=-).<ref name=":0"/>

Ці маси&nbsp;— того ж порядку, що й маси багатьох експериментально спостережуваних [[Мезони|мезонів]] і [[Баріони|баріонів]].

== Стабільність і розпад ==

Так само як і всі мезони і баріони в Стандартній моделі, крім [[протон]]а, глюбол передбачається як нестабільна частинка.<ref name="slac.stanford.edu">Walter Taki, «Search for Glueballs» (1996) http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/ssi96-006.pdf {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150924102637/http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/ssi96-006.pdf |date=24 вересня 2015 }}</ref><ref>See, e.g., Walaa I. Eshraim, Stanislaus Janowski, «Branching ratios of the pseudoscalar glueball with a mass of 2.6 GeV», prepared for Proceedings of Confinement X&nbsp;— Conference on Quark Confinement and the Hadron Spectrum (Munich/Germany, 8–12 October 2012) (pre-print published January 15, 2013) http://arxiv.org/abs/1301.3345 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20181224023820/https://arxiv.org/abs/1301.3345 |date=24 грудня 2018 }}</ref> Особливості розпаду глюона:

* Симетрія аромату при розпаді
* Немає радіаційного розпаду і розпаду на два [[фотон]]и
* Розпадається на π π, K, K,, K + K- , і η η (скалярний глюбол).<ref name="slac.stanford.edu"/>
== Історія дослідження ==

Існування глюбола, зв'язаного стану глюонів, є прямим наслідком глюон-глюонної взаємодії в квантовій хромодинаміці, яка, в свою чергу, слідує із [[Абелева група|неабелевої групи]] [[SU(3)]]. Виникнення подібних станів передбачалось по аналогії із кварк-антикварковими станами в рамках кварк-глюонної теорії [[адрон]]ів в 1972 році.<ref>H. Fritzsch and M. Gell-Mann, «Current algebra: Quarks and what else?,» Proc. of the XVI [[Міжнародна конференція з фізики високих енергій|International Conference on High Energy Physics]], Chicago, 1072, Vol. 2, p. 135 (J.D. Jackson, A. Roberts, ets.), eConf C 720906V2 (1972) 135</ref> Перша модель [[Енергетичний спектр|спектру]] глюболу на основі кварк-глюонної теорії поля була створена {{нп|Гаральд Фріцш|Гаральдом Фріцшем|de|Harald Fritzsch}} та {{нп|Петер Мінковський|Петером Мінковським|en|Peter Minkowski}} в 1975 році. Вона базувалася на аналогічній поведінці безмасових глюонів та [[фотон]]ів.<ref>H. Fritzsch and P. Minkowski, "Psi Resonances, Gluons and the Zweig Rule, " Nuovo Cim. A 30 (1975) 393</ref> Впродовж наступних сорока років вченими були докладені значні зусилля для теоретичного аналізу та експериментальних пошуків глюболу. На даний момент переконливих доказів експериментального спостереження глюболу немає, тим не менш, його існування вважається можливим.

== Утворення глюбола ==
[[Файл:Утворення глюбола.png|міні|Утворення глюбола]]
Глюболи можуть бути отримані в реакціях, показаних на малюнку.
Інші можливі способи отримання глюбола включають нуклон-антинуклонну [[анігіляція|анігіляцію]]. В цьому випадку кварки і антикварки можуть перебудовуватися таким чином, що у кінцевому стані утворюється кілька глюонів і qq мезон.

==Експериментальні частинки, що схожі на глюбол==

Експерименти на прискорювачах частинок часто можуть ідентифікувати нестійкі частинки і визначати маси цих частинок з точністю близько 10 МеВ/с2, але не можуть визначити частоту цих частинок, а отже і їх властивості. Багато таких частинок було виявлено, хоча в деяких експериментах такі частинки можна розглядати як сумнівні. Деякі з таких частинок, які могли бути глюболами включають наступні:

*X(3020) – виявлена у співпраці BaBar є кандидатом в глюбол в збудженому стані 2−+, 1+− або 1—з масою приблизно 3.02 ГеВ/c<sup>2</sup>.<ref name="arxiv.org"/>

*f<sub>0</sub>(500) також відома як σ – властивості цієї частинки можливо відповідають глюону з масою 1000 MeB або 1500 MeB..<ref name="ochs">
{{cite journal
 | author=Wolfgang Ochs
 | authorlink= Wolfgang Ochs
 | date=2013
 | title=The status of glueballs
 | journal=[[Journal of Physics G]]
 | volume=40 | pages=043001
 | doi=10.1088/0954-3899/40/4/043001
 | issue=4 |arxiv = 1301.5183 |bibcode = 2013JPhG...40d3001O }}
</ref>

*f<sub>0</sub>(980) – структура цієї частинки узгоджується з існуванням легкого глюбола.<ref name="ochs"/>
*f<sub>0</sub>(1370) – кандидат на частинку змішаного глюбол-мезонного стану.<ref name="ochs"/>
*f<sub>0</sub>(1500) – існування цієї частинки не викликає сумніву, але її статус як частинки змішаного глюбол-мезонного стану або чистого глюбола не підтверджено.<ref name="ochs"/>
*f<sub>0</sub>(1710) – – існування цієї частинки не викликає сумніву, але її статус як частинки змішаного глюбол-мезонного стану або чистого глюбола не підтверджено.<ref name="ochs"/>

Багато з цих кандидатів були предметами активних досліджень щонайменше 18 років.<ref>{{Cite web | url = http://www.gluex.org/GlueX/Physics.html | title = The Physics of GlueX | accessdate = 25 квітня 2016 | archive-date = 22 лютого 2020 | archive-url = https://web.archive.org/web/20200222052556/http://gluex.org/GlueX/Physics.html }}</ref>

== Див. також ==

*[[Глюон]]
*[[Квантова хромодинаміка]]
*[[Кварк-глюонна плазма]]

== Посилання ==

{{примітки}}
{{Бібліоінформація}}
{{частинки}}
{{phys-stub}}

[[Категорія:Мезони]]
[[Категорія:Гіпотетичні елементарні частинки]]