Профессор физики политехнического университета штата Нью-Йорк доктор Амир Фариборз недавно опубликовал [статью](https://link.aps.org/doi/10.1103/kllv-gj2b) в журнале Physical Review D под названием «Бесспиновые глюболы в обобщённой линейной сигма-модели». Работа посвящена одной из ключевых задач современной физики: пониманию того, как сильнейшее взаимодействие в природе формирует внутреннюю структуру материи и может создавать необычные формы материи, полностью состоящие из переносчиков этого взаимодействия.
Краткая справка
Всё состоит из атомов. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, а они, в свою очередь, — из ещё более мелких частиц, называемых кварками. Кварки удерживаются вместе глюонами, которые переносят сильное взаимодействие, описываемое квантовой хромодинамикой (КХД).
Композитные субатомные частицы — адроны — состоят из кварков и глюонов. Адроны делятся на две основные группы: мезоны и барионы. КХД отлично объясняет, что происходит при столкновении частиц на очень высоких энергиях, но при более низких энергиях расчёты становятся гораздо сложнее, поэтому исследователи используют хорошо проверенные модели, которые всё ещё следуют правилам КХД.
Существование глюболов
Одним из наиболее интригующих предсказаний КХД является [существование глюболов](https://phys.org/news/2024-05-evidence-glueballs-beijing-spectrometer-iii.html?utmsource=embeddings&utmmedium=related&utm_campaign=internal), частиц, полностью состоящих из глюонов. Если это подтвердится, глюболы будут представлять материю, состоящую исключительно из переносчиков фундаментального взаимодействия. Хотя глюболы пока не были напрямую и однозначно обнаружены, существует значительное косвенное подтверждение их существования из экспериментов и крупномасштабных суперкомпьютерных симуляций, особенно в решёточной КХД.
Основная причина, по которой глюболы трудно определить, заключается в том, что они могут «смешиваться» с обычными частицами, имеющими схожие свойства, что затрудняет их однозначную идентификацию.
Новое исследование доктора Фариборза
В новой статье доктор Фариборз представляет всестороннее исследование внутренней структуры скалярных и псевдоскалярных мезонов, а также того, как эти мезоны могут взаимодействовать с глюбольными состояниями и смешиваться с ними. Исследование проводится в рамках обобщённой линейной сигма-модели низкоэнергетической КХД — структуры, предложенной доктором Фариборзом и его коллегами более двух десятилетий назад и с тех пор используемой для изучения многих низкоэнергетических процессов с результатами, которые согласуются с экспериментальными данными.
В этом подходе теория строится с использованием основных симметрий сильного взаимодействия, а также важных квантовых аномалий, что обеспечивает структурированный способ соединения математики с измеримым поведением частиц.
Работа предоставляет детальные предсказания для внутренней структуры 12 категорий субатомных частиц, охватывая в общей сложности 36 различных состояний. В более широком смысле она знаменует собой значительный шаг вперёд в использовании обобщённой линейной сигма-модели для прояснения сложной «спектроскопии» скалярных и псевдоскалярных мезонов и для уточнения теоретической картины глюбольных состояний в КХД.
На практике эта работа помогает лучше интерпретировать результаты экспериментов и приближает исследователей к идентификации и характеристике глюболов — одному из наиболее сложных предсказаний сильного взаимодействия.
Предоставлено [SUNY Polytechnic Institute](https://phys.org/partners/suny-polytechnic-institute/)