Коллаборация BESIII объявила о доминирующем вкладе глюбольной компоненты в структуру резонанса X(2370)
Сильное взаимодействие прочно связывает кварки внутри протонов и нейтронов. Его переносчиком является глюон, подобно тому как фотон служит переносчиком электромагнитного взаимодействия. Однако, в отличие от фотонов, глюоны могут притягиваться друг к другу и образовывать совершенно новые частицы – связанные состояния, называемые глюболами. Существование глюболов – это важное предсказание квантовой хромодинамики – теории, описывающей сильное взаимодействие. Кроме того, это единственный тип частиц в природе, состоящий исключительно из переносчиков взаимодействия. Ни одна подобная частица до сих пор не была надежно идентифицирована в эксперименте, и возможность их существования служит одной из ключевых проверок квантовой хромодинамики. Экспериментальные поиски глюболов продолжаются уже полвека и остаются одной из главных нерешённых научных задач. Пекинский электрон-позитронный коллайдер (на котором проводится эксперимент BESIII) позволяет производить огромное количество J/ψ-частиц, чьи распады предоставляют один из наилучших каналов для поиска глюболов. На протяжении десятилетий поиск глюболов входил в число основных физических исследований на этом коллайдере.
Коллаборация BESIII обнаружила новую частицу в распадах J/ψ, получившую обозначение X(2370), ещё в 2011 году. После ещё 13 лет работы, в 2024 году, коллаборация использовала значительно большую выборку из 10 миллиардов J/ψ-частиц и впервые определила её квантовые числа: спина и чётности – они оказались равными 0⁻⁺. Масса и квантовые числа этой частицы полностью согласуются с предсказанием решёточной квантовой хромодинамики для псевдоскалярного глюбола (у которого спин и чётность также равны 0⁻⁺), что является важнейшим шагом на пути к установлению её природы.
Недавно коллаборация BESIII обнаружила несколько новых мод распада X(2370) и, что особенно важно, впервые определила его синглетную флейворную структуру, которая является важнейшей характеристикой глюбола. Эта серия исследований BESIII позволила выстроить полную цепочку экспериментальных свидетельств: псевдоскалярная глюбольная компонента должна доминировать в X(2370). Это наиболее убедительный экспериментальный результат за почти пятьдесят лет поисков глюболов, подтверждающий ключевое теоретическое предсказание о том, что глюоны способны связываться друг с другом, образуя новый вид материи. Этот результат продемонстрировал уникальные преимущества Пекинского электрон-позитронного коллайдера в исследованиях сильного взаимодействия.
Почему это открытие важно?
Обнаружение глюбола – прямое экспериментальное доказательство неабелевой калибровочной структуры квантовой хромодинамики (КХД). Если открытие асимптотической свободы заложило фундамент КХД, то существование глюбола служит решающим подтверждением этой теории в области низких энергий. Глюболы также представляют собой совершенно новый вид материи – материю, состоящую из переносчиков взаимодействия.
С момента завершения масштабной модернизации Пекинского электрон-позитронного коллайдера в 2008 году детектор BESIII накопил более 10 миллиардов J/ψ-событий, что делает его бесспорным мировым лидером в тау-чарм области. Это открытие – пример сочетания длительного накопления данных, прецизионных измерений и международного сотрудничества.
Группа ОИЯИ в эксперименте BESIII активно участвует в исследованиях по адронной спектроскопии и поиску экзотических состояний. В частности, сотрудниками группы получены свидетельства существования скалярного глюбола в совместном анализе радиационных распадов J/ψ и данных по протон-антипротонной аннигиляции (Phys. Lett. B 816 (2021) 136227). К настоящему времени участниками группы получены предварительные результаты модельно-независимого анализа распада ψ(2S) → γπ0π0. Эти результаты неоднократно докладывались на конференциях и представляют значительный интерес для поиска тензорного глюбольного состояния.
Информация о публикации:
Коллаборация BESIII официально представила развёрнутые результаты исследований мировому физическому сообществу на пленарном заседании Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP 2026) 5 августа 2026 года. Препринт, содержащий последние результаты, доступен по ссылке: https://arxiv.org/abs/2607.20366
Для справки:
BESIII (Beijing Spectrometer III) — это крупная экспериментальная установка физики элементарных частиц, работающая на электрон-позитронном коллайдере BEPCII в Пекине. Международная коллаборация объединяет около 700 учёных из 96 исследовательских институтов в 15 странах. Эксперимент сосредоточен на прецизионной физике в тау-чарм области. На установке получен целый ряд лидирующих в мире результатов в спектроскопии адронов, физике очарованных мезонов, физике тау-лептона и поисках физики за пределами Стандартной модели. Эффективная работа команд эксплуатации и обслуживания детектора BESIII и ускорителя BEPCII во время набора данных, а также групп офлайн-обработки данных BESIII и сотрудников Вычислительного центра Института физики высоких энергий Китайской академии наук во время их анализа обеспечили необходимую поддержку для получения представленных результатов.
Детальная информация об эксперименте BESIII доступна на веб-сайтe: http://bes3.ihep.ac.cn
Новости науки
