Kula gluonowa
Plazma kwarkowo-gluonowa (QGP z ang. Quark-Gluon Plasma) – stan materii jądrowej występujący przy wysokich temperaturach i dużej gęstości materii. Jest to mieszanina swobodnych kwarków i gluonów. Materia w takim stanie występowała w początkowym okresie po Wielkim Wybuchu. Obecnie, w zderzeniach jąder atomów ciężkich pierwiastków w akceleratorach, gdy energia materii jądrowej po zderzeniu osiąga T ≳ 170 GeV {displaystyle Tgtrsim 170{ ext{GeV}}} , obserwuje się, że materia jądrowa zachowuje się bardziej jak ciecz nadciekła niż plazmowy gaz, co jest interpretowane jako sygnał powstania stanu plazmy kwarkowo-gluonowej.Akcelerator – urządzenie służące do przyspieszania cząstek elementarnych lub jonów do prędkości bliskich prędkości światła. Cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym są przyspieszane w polu elektrycznym. Do skupienia cząstek w wiązkę oraz do nadania im odpowiedniego kierunku używa się odpowiednio ukształtowanego, w niektórych konstrukcjach także zmieniającego się w czasie, pola magnetycznego lub elektrycznego.
Hadrony – grupa silnie oddziałujących cząstek elementarnych złożonych z kwarków bądź gluonów. Wyróżnia się stany złożone z samych kwarków (mezony, bariony, tetrakwarki, pentakwarki itd.), samych gluonów (kule gluonowe) oraz kwarków i gluonów (hybrydy mezonowe, hybrydy barionowe itd.). Pierwszymi odkrytymi hadronami były bariony (trzy kwarki albo trzy antykwarki) i mezony (jeden kwark i jeden antykwark). Właściwością hadronów jest ich liczba barionowa oraz całkowity ładunek elektryczny, choć budujące je kwarki i antykwarki mają ładunki ułamkowe. Hadrony, będące stanami związanymi, same mogą tworzyć stany związane - są to jądro atomowe, hiperjądro, atom hadronowy (jądro atomowe z orbitującym wokół nim hadronem), molekuła hadronowa (np. pionium) czy gwiazda neutronowa.
Kula gluonowa (glueball) – cząstka będąca stanem związanym gluonów, której istnienie przewiduje chromodynamika kwantowa. Jest ona hadronem o zerowej liczbie barionowej. Składa się ona z gluonów w takim stanie, że kula gluonowa jest kolorowo obojętna, czyli gluony tworzą bezbarwny stan singletowy:
gdzie to współczynnik normalizacji.
Kule gluonowe nie zostały do tej pory odkryte w doświadczeniu; w 2020 roku w literaturze fachowej ich istnienie ciągle jest określane jako niepotwierdzone. Istnieją możliwości techniczne ich uzyskania – w akceleratorach osiągane są dostatecznie wysokie energie wiązek przeciwbieżnych hadronów. Trudności z wykryciem kul gluonowych tłumaczy się tym, że mogą one występować w stanach mieszanych z mezonami kwarkowymi.
Teoria przewiduje, że kule gluonowe mają masę, mimo że składają się z bezmasowych gluonów. Ponieważ jest osiem różnych gluonów o różnych kolorach, również kule gluonowe mogą mieć różne masy. Z obliczeń wynika, że najlżejszy mezon gluonowy powinien mieć masę równą co najmniej 1,5 GeV. Obecnie za najbardziej prawdopodobnych kandydatów na kule gluonowe uważane są mezony f0(1710) i f0(1500); liczby w nawiasach oznaczają masę cząstek w MeV.
Tradycyjnie kule gluonowe dzielą się na reggeony (np. odderony) i pomerony.
Zobacz też[ | edytuj kod]
Przypisy[ | edytuj kod]
- Xing-Dao Guo i inni, Revisiting the topic of determining fraction of glueball component in f0 mesons via radiative decays of J/ψ, „arXiv: [hep-ph]”, 2020, arXiv:2003.07116 (ang.).
- Walaa I. Eshraim , Decay of the pseudoscalar glueball into vector, axial-vector, scalar and pseudoscalar mesons, „arXiv: [hep-ph, physics:nucl-th]”, 2020, arXiv:2005.11321 (ang.).
- A particle purely made of nuclear force. Phys.org, 2015-10-13. [dostęp 2020-08-23].
- J. Williams i inni, Elastic differential cross-section dσ/dt at √s = 2.76 TeV and implications on the existence of a colourless 3-gluon bound state, „arXiv [hep-ex, physics:hep-ph, physics:nucl-ex”, 2018, arXiv:1812.08610v1 (ang.).
- Hu Zhao-Hui , Zhou Li-Juan , Ma Wei-Xing , Reggeon, Pomeron and Glueball, Odderon-Hadron-Hadron Interaction at High Energies – From Regge Theory to Quantum Chromodynamics, „Communications in Theoretical Physics”, 49 (3), 2008, s. 729–738, DOI: 10.1088/0253-6102/49/3/43, ISSN 0253-6102 [dostęp 2019-09-03] (ang.).