Physiker am chinesischen BESIII-Experiment in Beijing haben den bisher stärksten Nachweis erbracht, dass Gluonen – die fundamentalen Kraftträger der starken Kernkraft – sich zu einem Teilchen aus reiner Gluonen-Kraft binden können, ohne Quarks oder Leptonen.
Das Teilchen namens X(2370) wurde erstmals 2011 bei BESIII beobachtet und über 10 Milliarden J/psi-Zerfälle hinweg studiert. 2024 bestimmte das Team seine Spin-Paritäts-Quantenzahlen und stellte fest, dass sie mit der theoretischen Vorhersage für den leichtesten Glueball übereinstimmten.
Nun hat die Kollaboration einen bestimmten Kaon-Paar-Zerfallskanal gesucht, der stark unterdrückt sein sollte, wenn X(2370) ein echter Glueball ist. Der Zerfall wurde nicht gefunden – mit einer Obergrenze von nur 8 Prozent des häufigsten X(2370)-Zerfallswegs.
Der leichteste Glueball ist für eine natürliche und vollständige Erklärung aller dieser Eigenschaften unerlässlich, sagte Yanping Huang vom Institut für Hochenergiephysik in Beijing.
Colin Morningstar von der Carnegie Mellon University bezeichnete die Ergebnisse als den stärksten bisherigen Nachweis dafür, dass von einer Glueball-Komponente dominierte Teilchen in der Natur existieren können.
Die Ergebnisse haben direkte Implikationen für die Quantenchromodynamik (QCD). Wie Shan Jin von der Nanjing-Universität erklärte, stellt der Fund einen direkten Nachweis der Selbstkoppelung unter Gluonen dar, der vor etwa 50 Jahren von QCD vorhergesagt wurde.
BESIII sammelte seine 10 Milliarden J/psi-Ereignisse über mehr als ein Jahrzehnt. Auf der Wunschliste steht ein Upgrade des BEPCII-Beschleunigers.
