Bilim insanları, yaklaşık 50 yıldır aranan glueball için en güçlü kanıta ulaşıyor. Yeni bulgular parçacık fiziğinde dikkat çekiyor.
Çin’de yürütülen BESIII deneyinde elde edilen sonuçlar, yaklaşık yarım asırdır aranan glueball için bugüne kadarki en güçlü kanıtı sunuyor.
Parçacık fiziğinde yaklaşık 50 yıldır yanıt aranan sorulardan biri çözüme yaklaşıyor. Pekin Elektron Pozitron Çarpıştırıcısı’ndaki BESIII deneyinde incelenen X(2370) adlı parçacığın yapısında glueball bileşeninin baskın olduğu belirlendi. Bulgular, Brezilya’da düzenlenen Uluslararası Yüksek Enerji Fiziği Konferansı’nda bilim dünyasına duyuruldu.
Glueball, bilinen parçacıklardan oldukça farklı bir yapıya sahip. Atom çekirdeğindeki proton ve nötronlar, kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan oluşuyor. Gluonlar ise kuarkları birbirine bağlayan güçlü nükleer kuvveti taşıyor. Ancak gluonların diğer kuvvet taşıyıcılarından önemli bir farkı bulunuyor. Gluonlar yalnızca kuarklarla değil, birbirleriyle de etkileşime girebiliyor.
Bilim insanları, gluonların bu özelliği sayesinde kuarklara ihtiyaç duymadan kendi aralarında bağ kurabileceğini ve yeni bir parçacık oluşturabileceğini uzun süredir öngörüyordu. Yalnızca gluonların bir araya gelmesiyle oluşması beklenen bu varsayımsal parçacığa “glueball”, diğer adıyla “gluon topu” deniliyor.
Araştırmaların merkezindeki parçacık ilk kez 2011 yılında J/ψ parçacıklarının bozunumu sırasında tespit edildi. Ancak o dönemde iç yapısının ne olduğu anlaşılamadı. BESIII ekibi, sonraki yıllarda toplanan 10 milyar J/ψ parçacığına ait verileri inceleyerek gizemli parçacığın kütlesini, kuantum özelliklerini ve bozunma biçimini araştırdı.
2024 yılında yapılan ölçümler, parçacığın özelliklerinin teorik olarak hesaplanan en hafif glueball türüyle örtüştüğünü gösterdi. Son çalışmalarda ise parçacığın farklı kuark türlerinden herhangi birine özel bir eğilim göstermediği belirlendi. Bu davranış, tamamen gluonlardan oluşması beklenen bir parçacığın taşıması gereken en önemli işaretlerden biri olarak kabul ediliyor.
Parçacığın ölçülen kütlesi de kuantum renk dinamiği adı verilen teorinin hesaplamalarıyla uyum gösteriyor. Elde edilen sonuçları bir arada değerlendiren araştırmacılar, yapının büyük bölümünü glueball bileşeninin oluşturduğu sonucuna ulaştı.
