Ve fyzice částic je glu koule nebo glukosa v angličtině částicový hypotetický kompozit. Skládal by se pouze z gluonů bez valenčních kvarků . Takový stav je možný, protože gluony nesou barevný náboj a jsou vystaveny silné interakci . Protože se lepicí koule mísí s obyčejnými mezony , je extrémně obtížné je identifikovat v urychlovačích částic .
Teoretické výpočty ukazují, že lepicí koule by se měly tvořit na energiích dostupných současným urychlovačem . Nicméně, mimo jiné - kvůli zmíněným obtížím, dosud (2013) stále nebyly pozorovány a identifikovány s jistotou. Predikce existence lepidlových koulí je jednou z nejdůležitějších předpovědí standardního modelu částicové fyziky, která dosud nebyla experimentálně potvrzena.
V zásadě je možné přesně vypočítat všechny vlastnosti lepicích koulí přímo ze základních rovnic a konstant kvantové chromodynamiky (QCD), aniž byste museli měřit nové hodnoty. Předpokládané vlastnosti těchto hypotetických částic lze popsat velmi podrobně pomocí standardního modelu, který má v teoretické fyzice široké přijetí. V praxi jsou však výpočty CDQ tak složité, že k určení řešení se vždy používají numerické aproximace (pomocí velmi odlišných metod). Kromě toho značné nejistoty při měření určitých klíčových fyzikálních konstant mohou vést k odchylkám v teoretických předpovědích vlastností lepidlových koulí, jako je jejich hmotnost, poměr větvení nebo rozpad.
Teoretické studie lepidlových koulí se zaměřily na koule složené ze dvou nebo tří gluonů analogicky s mezony a baryony, které mají dva a tři kvarky. Stejně jako mezony a baryony by lepicí koule byly barevně neutrální (tj. Nulový isospin ). Baryonická počet z lepidla míče je 0 .
Kuličky se dvěma gluonovými lepidly mohou mít rotaci (J) 0 (jsou to pak skaláry nebo pseudo-skaláry) nebo 2 ( tenzory ). Guličky se třemi gluony mohou mít rotaci (J) 1 (vektorový boson) nebo 3. Všechny kuličky mají celá otočení, což znamená, že jsou bosony .
Glueballs jsou jediné částice předpovídané standardním modelem s rotací 2 nebo 3 v základním stavu, i když byly pozorovány mezony vytvořené ze dvou kvarků s J = 0 a J = 1 a podobnými hmotami a stavy excitované jinými mezony mohou mít takový hodnota odstřeďování.
Základní částice se základem rotace 0 nebo 2 lze snadno odlišit od koule lepidla. Hypotetický graviton , i když má rotaci 2, by měl nulovou hmotnost a bez barevného náboje, což by ho snadno rozlišovalo. Higgs boson , pro které hmotnost asi 125 až 126 GeV / c 2 byla experimentálně měřena (i když pozorovaná částice ještě nebyla definitivně identifikován jako Higgs boson) je jediným základním částic spinu 0 ve standardním modelu, to také nemá žádný barevný náboj, a proto nepodléhá silné interakci. Higgsův boson má také hmotnost 25 až 80krát větší než různé kuličky lepidla předpovídané modelem.
Všechny lepicí koule mají nulový elektrický náboj, protože samotné gluony nemají elektrický náboj.
Kvantová chromodynamika předpovídá masivní koule lepidla, i když samotné gluony mají ve standardním modelu nulovou hmotnost v klidu. Glueballs se čtyřmi možnými kombinacemi kvantových čísel P ( parita ) a C (C ( parita ) ) pro každou celkovou moment hybnosti (J) byly považovány za produkující asi patnáct možných stavů pro stickballs včetně vzrušených stavů, které mají podobná kvantová čísla, ale různé hmotnosti . Lehčí stavy by měly hmotnost jen 1,4 GeV / c 2 (kvantová lepicí koule J = 0, P = +, C = +) a nejtěžší by dosáhly 5 GeV / c 2 (kvantový stav J = 0, P = +, C = -).
Tyto hmoty jsou stejného řádu jako ty mnoha experimentálně pozorovaných částic: mezony , baryony , leptony tau , kvarkové kouzlo , dno kvarku a určité izotopy vodíku nebo helia .
Stejně jako všechny mezony a baryony standardního modelu kromě protonu by i všechny izolované kuličky byly nestabilní, kdyby byly izolovány. Různé kvantové chromodynamické výpočty předpovídají celkovou šířku rozpadu (množství související s poločasem rozpadu) pro různé stavy lepicích koulí. Tyto výpočty také předpovídají důvody poklesů. Kuličky lepidla se například nemohou rozpadat radiací nebo emitováním dvou fotonů, ale mohly by se rozpadat emitováním dvojice pionů , dvojice kaonů nebo dvojice eta mezonů .
Vzhledem k tomu, že kuličky předpovídané standardním modelem jsou extrémně pomíjivé (rozpadají se téměř okamžitě na stabilnější produkty) a jsou generovány pouze ve fyzice vysokých energií, lze kuličky lepidla vyrábět pouze synteticky za podmínek snadno pozorovatelných na Zemi. Jsou proto vědecky důležité, protože poskytují ověřitelnou předpověď standardního modelu, a nikoli pro jejich dopad na makroskopické procesy.
Teorie síťových polí (v) poskytuje způsob teoreticky zkoumat spektrum Glueballs od základů. Některé z prvních veličin vypočítaných pomocí technik kvantové mřížkové chromodynamiky (v roce 1980) byly odhady hmot lepicích koulí. Morningstar a Peardon vypočítali v roce 1999 hmotnost nejlehčích kuliček lepidla bez dynamického tvarohu. Níže jsou uvedeny tři nejlehčí stavy. Přítomnost dynamických kvarků by tyto hodnoty mírně pozměnila, ale výpočty by ještě znesnadnily. Od té doby chromodynamické výpočty (na mřížce s aditivními pravidly) zjistily, že nejlehčí koule lepidla jsou skaláry s hmotností mezi 1000 a 1700 MeV .
J P ' C | Hmotnost |
---|---|
0 ++ | 1730 ± 80 MeV / c 2 |
2 ++ | 2 400 ± 120 MeV / c 2 |
0 - + | 2 590 ± 130 MeV / c 2 |
Experimenty prováděné na urychlovačích částic jsou často schopné identifikovat nestabilní složené částice a přiřadit jim hmotu s přesností řádově MeV / c 2, aniž by byly schopny okamžitě určit všechny vlastnosti odpovídající pozorované rezonanci. Pokud jsou částice detekované v některých experimentech nezaměnitelné, jiné jsou stále hypotetické. Některé z těchto kandidátských částic by mohly být lepicí koule, i když důkazy nejsou přesvědčivé. Tyto zahrnují:
Mnoho z těchto kandidátů bylo předmětem aktivního výzkumu od poloviny 90. let . Experience GlueX (in) , naplánovaný na rok 2014, byl navržen tak, aby poskytoval definitivní experimentální důkazy o existenci Glueballs.