膠球
在粒子物理學中，膠球是一種假想中的複合粒子，它僅僅由膠子組成，而不包含任何價夸克。膠子的這種特殊的束縛態是可能的，因為膠子帶有色荷，因此能夠通過強核力相互作用。因為膠球總是與其它普通的介子束縛態一同產生，所以其很難在粒子加速器中被探測到。理論研究表明通過現有的對撞機技術，人們完全有能力達到膠球能夠被產生的能量水平。但是，由於上述的探測困難，直至2012年，膠球依然沒有被觀測到並確定地認證。
根據量子色動力學（QCD），膠球可以為兩類，一類是常規膠球，具有與普通介子一樣的常規量子數，另一類是奇特膠球，攜帶與普通介子不同的奇特量子數。基於QCD的要求，兩膠子膠球的C宇稱必定為正；三膠子膠球C宇稱可正可負。奇異子（Odderon）C宇稱為-1，與其對應的為坡密子（Pomeron）C宇稱為+1。膠球是粒子物理標準模型中最重要的預測之一，是標準模型預測的唯一的總角動量（JPC）為2或3的粒子。
格點計算模擬結果
[編輯]理論學家通過多種理論方案研究膠球問題，例如：格點QCD理論、庫侖規範理論、流管模型、口袋模型、AdS／QCD和QCD求和規則等方法。理論上預言最輕的標量兩膠子膠球（JPC=0++）的質量介於1~2 GeV之間，其他量子數膠球質量會高於2 GeV。 格點場論提供了一種從第一原則理論上研究膠球的能譜的方法。莫寧斯塔和皮爾登在1999年成功計算了QCD中的幾種最輕的，沒有動力學夸克的膠球。其中3中最輕的膠球如下表所示。動力學夸克的存在會輕微影響下表中的數據，但同時也會是計算更加困難。之後的QCD（格點和求和法則）計算發現最輕的膠球的質量的數量級應該在1000–1700 MeV範圍之內。
| J P'C | 質量 |
|---|---|
| 0++ | 1730 ±80 MeV |
| 2++ | 2400 ±120 MeV |
| 0−+ | 2590 ±130 MeV |
候選粒子實驗
[編輯]粒子加速器實驗通常能夠識別的不穩定的複合粒子的精度約為10 MeV/c^2，但是並不能夠精確的確定粒子的性質。在一些實驗中有一些可能的粒子被檢測到，但它們在一些研究中被認為是可疑的。儘管證據是不明確的，但一些候選的粒子共振態，可能是膠球。
矢量，偽矢量或張量膠球的候選粒子：
- X(3020)由BaBar國際協作觀察到一個激發態的 2-+, 1+- or 1-- ，一個質量約 3.02 GeV/c^2的膠球。[1]
標量膠球的候選粒子：
- f0(500) 也被稱為σ -- 這個粒子的性質或數據與1000 MeV或1500 MeV的膠球可能是一致的。[2]
- f0(980) -- 這種複合粒子的結構與光膠球的一致。[2]
- f0(1370) -- 這個共振態存在是有爭議的，是一個膠球介子混合態的候選粒子。[2]
- f0(1500) -- 這種共振態的存在是無可爭議，但是作為一個膠球介子態或純膠球是不成立的。[2]
- f0(1710) -- 這種共振態的存在是無可爭議，但是作為一個膠球介子態或純膠球是不成立的。[2]
其它膠球的候選粒子：
在LEP實驗的膠子噴柱表明膠球存在的理論預期超過40%。[2]許多候選粒子已經至少經過十八年的積極研究。[3]gluex實驗計劃開始於2014，是專門設計用來更明確產生膠球的實驗證據。[4]
最新進展
[編輯]2021年3月5日，大型強子對撞機（LHC）的TOTEM合作組與費米實驗室太電子伏質子加速器（Tevatron）的DØ合作組聯合宣布發現了奇異子的實驗證據，理論分析認為奇異子在正反質子散射和質子-質子散射過程中的貢獻會不一樣，現在，通過比較TOTEM質子-質子實驗的彈性微分散射截面的結果和DØ正反質子實驗，研究人員發現了奇異子的顯著特徵，首次探測到了奇異子存在的實驗信號。由於實驗測到的只是奇異子對微分散射截面的貢獻，還不能確定它（們）的質量和其他量子數，甚至不能確定有幾個奇異子對實驗結果有貢獻，研究者嚴謹地稱此次實驗結果只是間接證實了奇異子（膠球）的存在。[5][6]
鏈接
[編輯]參考及更多內容
[編輯]- ^ 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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
Wolfgang Ochs. The status of glueballs. Journal of Physics G. 2013, 40 (4): 043001. Bibcode:2013JPhG...40d3001O. arXiv:1301.5183
. doi:10.1088/0954-3899/40/4/043001.
- ^ Walter Taki, "Search for Glueballs" (1996) http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/ssi96-006.pdf （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ The Physics of GlueX. [2015-08-27]. （原始內容存檔於2020-02-22）.
- ^ Chalmers, Matthew. Odderon discovered. CERN Courier. 9 March 2021 [13 April 2021]. （原始內容存檔於2022-01-22）.
- ^ Csörgő, T.; Novák, T.; Ster, A.; Szanyi, I. Evidence of Odderon-exchange from scaling properties of elastic scattering at TeV energies. The European Physical Journal C (Springer Nature Switzerland AG.). 23 February 2021, 81 (180) [2021-05-15]. ISSN 1434-6052. doi:10.1140/epjc/s10052-021-08867-6 . （原始內容存檔於2022-01-23）.
- Frank Close and Phillip R. Page, "Glueballs", Scientific American, vol. 279 no. 5 (November 1998) pp. 80–85
- Vincent Mathieu; Nikolai Kochelev; Vicente Vento. The Physics of Glueballs. International Journal of Modern Physics E. 2009, 18: 1–49. Bibcode:2009IJMPE..18....1M. arXiv:0810.4453 . doi:10.1142/S0218301309012124.
- Glueball on arxiv.org （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
