Οι επιστήμονες ανακάλυψαν σωματίδιο που αποτελείται εξ ολοκλήρου από πυρηνική δύναμη

Διάφοροι όροι για να περιγράψουν τον παράξενο κόσμο της κβαντικής φυσικής έχουν γίνει πλέον πολύ συχνοί και οικείοι στο λεξιλόγιό μας. Ποιος, για παράδειγμα, δεν έχει ακούσει τουλάχιστον τον όρο κουάρκ, ή γκλουόνιο ή ακόμη και τη γάτα του Schrödinger;

Τώρα προστέθηκε ένα νέο όνομα για να θυμόμαστε: "Glueball"
Και ενώ το μποζόνιο Higgs μπορεί να είναι το πιο διάσημο άπιαστο σωματίδιο στη φυσική σωματιδίων, ένα λιγότερο γνωστό σωματίδιο που συνέχισε να ξεφεύγει ακόμη και από τα πιο ισχυρά πειράματα υψηλής ενέργειας μέχρι σήμερα, το glueball, ονομάστηκε έτσι επειδή αποτελείται από δύο ή περισσότερα γκλουόνια.
Τώρα, έπειτα από μια μακρά αναζήτηση εξωτικών σωματιδίων, στο CERN, αλλά και άλλων πειραμάτων, πρόσφατα φυσικοί από το TU Wien (Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Βιέννης) υποστήριξαν ότι το έχουν εντοπίσει.
Τα παράξενα χαρακτηριστικά του glueball είναι ότι αποτελείται εξ ολοκλήρου από γκλουόνια. Με άλλα λόγια, είναι ένα σωματίδιο που δημιουργήθηκε από την καθαρή δύναμη.
Οι φυσικοί έχουν υπολογίσει τις μάζες των δύο πιθανών glueballs και αναλύονται οι πιθανοί τρόποι παραγωγής και τη φθορά τους. Τα ευρήματά τους τους οδήγησαν να προβλέψουν ότι η μακροχρόνια αναζήτηση, για glueball μπορεί σύντομα να ανιχνευθεί, πιθανώς από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) ή από άλλα πειράματα.

Το σωματίδιο που μπόρεσαν να απομονώσουν, έστω και για ελάχιστο διάστημα, οι επιστήμονες από την Αυστρία, όπως όλα δείχνουν αποτελείται αποκλειστικά από πυρηνική δύναμη. Πρόκειται για ένα σωματίδιο με σχεδόν μηδενική διάρκεια ζωής, λόγω της ασταθούς κατάστασης του, που συντίθεται μόνο από γλουόνια.
Τα γλουόνια είναι ένας τύπος μποζονίου, το οποίο φέρει την πυρηνική δύναμη που κάνει πρωτόνια και νετρόνια να «κολλούν» μεταξύ τους μέσα στον ατομικό πυρήνα. Ο τύπος του συγκεκριμένου σωματιδίου ονομάζεται «glueball», ενώ ο εντοπισμός του αποτελούσε πολύ δύσκολο εγχείρημα για τους υπεύθυνους του πειράματος.
Η λειτουργία των γλουονίων θυμίζει πολύ αυτή των φωτονίων. Εχουν και τα δύο μηδενική μάζα, ενώ όπως ακριβώς τα φωτόνια μεταφέρουν ηλεκτρομαγνητική δύναμη μεταξύ των φορτισμένων σωματιδίων, έτσι και τα γλουόνια λειτουργούν ως φορείς ισχυρής-πυρηνικής δύναμης ανάμεσα στα κουάρκ. Αντίθετα όμως με τα φωτόνια, αυτά έχουν 8 διαφορετικούς τύπους, ικανούς να αλληλεπιδράσουν και να δημιουργήσουν τα μυστήρια «glueball».
Ο εντοπισμός του πρώτου «glueball» όμως, δεν μπορεί από μόνος του να προσφέρει πολλές πληροφορίες στους επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Βιέννης. Νέος στόχος τους, ώστε αυτή η σημαντική ανακάλυψη να κάνει το επόμενο βήμα, είναι να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο το βραχύβιο σωματίδιο αποσυντίθεται, αλλά και τι είδους σωματίδια προκύπτουν μετά την «καταστροφή» του. Ετσι, στοχεύουν μελλοντικά να διευκολυνθεί ο εντοπισμός γλουονίων, με στόχο να μελετηθούν περαιτέρω.
Οι υπεύθυνοι του πειράματος, με επικεφαλής τους καθηγητές Anton Rebhan and Frederic Brünner, έχουν αρχίσει μελέτη για τους πιθανούς μετασχηματισμούς του σωματιδίου, σε μια έρευνα που χρειάζεται πολύ μεγάλη εμβάθυνση στην θεωρητική φυσική, ενώ μπορεί να αποδειχτεί σημαντική ακόμα και για την κβαντική θεωρία.
Τους επόμενους μήνες, με την βοήθεια του CERN αλλά και του επιταχυντή στο Πεκίνο, υπολογίζεται πως θα έχει βρεθεί η ...συνταγή του γλουόνιου. «Τα αποτελέσματα της έρευνας θα είναι πολύ σημαντικά για την θεωρία μας. Σε αλληλεπιδράσεις πολλών σωματιδίων, οι προβλέψεις της υπάρχουσας θεωρίας δεν είναι τόσο ακριβείς όσο στα απλούστερα μοντέλα. Αν τα αποτελέσματα αντιστοιχούν με τους υπολογισμούς μας, θα έχουμε μεγάλη πρόοδο στην προσέγγιση μας και στην υποατομική θεωρία.
Τα σωματίδια που μεταφέρουν πυρηνική ενέργεια, μπορεί μελλοντικά να χρησιμοποιηθούν ως πειραματικά εργαλεία, ωστόσο μέχρι τότε θα πρέπει να έχει προχωρήσει πολύ η μελέτη τους αλλά και οι πιθανές συμπεριφορές τους.
Στο μέλλον, οι φυσικοί σχεδιάζουν να διερευνήσει και άλλους τύπους glueballs. Για πολλά από αυτά τα σύνθετα σωματίδια, πολύ λίγα είναι σήμερα γνωστά.
ΠΗΓΗ