يقول العلماء أنهم قد وجدوا جسيماً مصنوعاً بالكامل من القوة النووية.
بعد عقود من البحث، يقول العلماء أنهم قد تحققوا أخيراً من الجلوبل glueball؛ وهو جسيم مصنوع تماماً من القوة النووية.
افتُرِض وجود glueballs كجزء من النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، وقد استعصت هذه الجسيمات على العلماء منذ السبعينات؛ لعدم إمكانية اكتشافها بشكل مباشر، وإنما عن طريق قياس عملية تحللها.
الآن، ذكر فريق من علماء الجسيمات في النمسا أنه قد وُجِدت أدلة على وجود glueballs، وذلك بملاحظة اضمحلال الجسيمات المعروفة باسم (F0 (1710.
البروتونات والنيوترونات -الجسيمات التي تتكون منها مادة كل شيء- تتكون من جسيمات أولية ضئيلة جداً تسمى كواركات، وتتماسك الكواركات بجسيمات أصغر تسمى جلونات؛ تُعرف أيضا بـ”الجسيمات اللزجة أو اللاصقة”. وُصفت الجلونات عديمة الكتلة كنسخة معقدة من الفوتونات؛ لأنها تشبه الفوتونات في مسئوليتها عن عملها كحامل للقوة الكهرومغناطيسية، حيث تعتبر الجلونات هي الحامل للقوة النووية القوية.
يوضح أحد الباحثين “Anton Rebhan” من جامعة فيينا للتكنولوجيا: “في فيزياء الجسيمات، يتم عمل كل قوة من خلال قوة جسيمية خاصة، وقوة الجسيم الخاصة بالقوى النووية القوية هي الجلون”.
ولكن هناك فرق واحد كبير بين الاثنين -الفوتونات والجلونات-، وهو أن الفوتونات لا تتأثر من قِبل القوة التي تقوم بنقلها، بخلاف الجلونات.
هذه حقيقة مهمة، وهي تعني أنه عند عدم إمكانية تواجد الفوتونات فيما يعرف باسم الحالة المقيدة، فإنه يمكن للجلونات أن تكون مرتبطة معاً عن طريق القوة النووية الخاصة بها لتشكيل glueballs.
كتب J.E. Reich الرايخ إلى TechTimes قائلاً:
“إن وجود جسيمات الـ glueball يستحضر فكرة أن الجسيمات ليست وحدها من يستطيع أن يكون قوى أو حاملات القوة (كالفوتونات)، لكن هذه الجسيمات عديمة الكتلة تتوقف أيضاً على القوة التي تتكون منها، سامحاً ذلك للـ glueballs أن تتواجد في حالة ثابتة”.
الجلونات قد تكون عديمة الكتلة من تلقاء نفسها، ولكن تفاعلاتها مع بعضها تعطي كتلة للـ glueballs، والتي تسمح -نظرياً- للعلماء بالكشف عنها، ولو بشكل غير مباشر من خلال عملية تحللها.
وبينما تم تحديد العديد من الجسيمات في تجارب معجلات الجسيمات بوصفها مرشحة طبقاً لـ glueballs لم يستطع أحدٌ -حتى الآن- على تقديم حجة مقنعة عن تحديد مَن منها يتكون من قوة ذرية خالصة.
لقد بدأ العلماء الثقات بإيجاد الجلوبل glueball بشكل ضيق من خلال طريقين محتملين (f0(1500 و(f0(1710، وهما من الجسيمات دون الذرية تسمى “ميزونات”، ويتكون كل منهما من كوارك وكوارك مضاد.
واعتُبِر (F0 (1500 أكثر الطريقين إشراقاً؛ إذ بينما أصدرت (f0(1710 أفضل النتائج المطبقة على نماذج الكمبيوتر كانت عملية تحللها تنتج كواركات ثقيلة، و المعروفة أيضاً باسم “الكواركات الغريبة”. كانت هذه مشكلة؛ لأن بعض العلماء يفترض أن تفاعلات الجلوون لم تختلف عادة بين الكواركات أثقلها وزناً وأخفها، وهو الأمر الذي يتفق مع حسابات Rebhan وزملائه كما يقولون، والتي نُشِرت في Physical Review Letters today إذ يقولون: “تُبيِّن حساباتنا أنه من الممكن بالفعل لـ glueballs أن تضمحلّ في الغالب إلى الكواركات الغريبة” كما يقول، موضحاً أنه عندما قِيسَ -أيضاً- نمط الاضمحلال للكواركات الأخف لـ (F0 (1710 اتفقت النتائج “بشكل جيد للغاية” مع نموذجهم.
يأمل الباحثون أن تساعدهم البيانات الجديدة من التجارِب في “مصادم هادرون الكبير” في سيرن (TOTEM وLHCb) في سويسرا، وتجربة التسريع في بكين (BESIII) على تعزيز قضيتهم عن كون (F0 (1710 جلوبلاً glueball.
يقول Rebhan: “هذه النتائج ستكون حاسمة بالنسبة لنظريتنا”. ويقول أيضاً: “بسبب هذه العمليات متعددة الجسيمات تتوقع نظريتنا معدلات تختلف تماماً عن تنبؤات أخرى، ونماذج أكثر بساطة. إذا اتفقت القياسات مع حساباتنا سيكون ذلك نجاحاً ملحوظاً عن نهجنا الذي نتبعه”.
المراجع:
