Wissenschaftler sind seit langem auf der Suche nach „Glueballs“, bei denen es sich um gebundene Zustände von eigenständigen subatomaren Gluonteilchen handelt, an denen keine Quarks beteiligt sind. Jetzt haben wir sie vielleicht gerade gefunden, versteckt in einem Teilchenbeschleunigerexperiment.
Es verspricht ein enorm bedeutsamer Durchbruch in der Physik zu werden, aber zum Nutzen aller, die keinen Doktortitel in diesem Fach haben, fangen wir am Anfang an. Die Hauptaufgabe von Gluonen besteht darin, Quarks an Ort und Stelle zu halten und Atome stabil zu halten – Quarks sind die Bausteine, aus denen Protonen und Neutronen bestehen.
Diese Rolle macht das Gluon zu einem Teil der starken Kernkraft – einer der vier Grundkräfte der Natur, die neben der Schwerkraft, dem Elektromagnetismus und der schwachen Kernkraft die Gesetze der Physik zusammenhalten.
Hoffentlich bist du bis jetzt noch bei uns. Bisher waren Klebebälle nur theoretische Annahmen, von denen Physiker glauben, dass sie existieren sollten – weil Gluonen in der Lage sein sollten, aneinander zu haften –, und nicht etwas, das tatsächlich beobachtet wurde.
Einzelne Gluonen enthalten keine Materie, sie übertragen nur Kraft, aber Klebebälle haben Masse, die durch die Wechselwirkung der Gluonen entsteht. Wenn wir sie erkennen können, ist das ein weiterer Hinweis darauf, dass unser derzeitiges Verständnis der Funktionsweise des Universums, auch bekannt als Standardmodell der Teilchenphysik, tatsächlich richtig ist.
Und so zu den Experimenten am Beijing Electron-Positron Collider II in China. Der Collider wurde verwendet, um Mesonen zusammenzuschlagen, bei denen es sich um Teilchen handelt, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen und durch die starke Kernkraft zusammengehalten werden.
Beim Durchsuchen der subatomaren Trümmer aus diesen Teilchenzertrümmerungssitzungen – und wir sprechen von einem Jahrzehnt an Daten mit etwa 10 Milliarden Proben – konnten die Forscher Hinweise auf Teilchen mit einer durchschnittlichen Masse von 2.395 MeV/c finden2. Das ist die Masse, die Klebebälle voraussichtlich haben werden.
Das fragliche Teilchen trägt den Namen X(2370), und obwohl einige der anderen beteiligten Berechnungen nicht genau den Erwartungen der Forscher entsprechen, sind sie nicht weit davon entfernt. Um eine endgültige Antwort zu erhalten, sind weitere Messungen und weitere Beobachtungen erforderlich.
Es ist also noch kein wirklicher Beweis für Klebebälle, aber die Beweise häufen sich. Im Jahr 2015 glaubten Wissenschaftler auch, einen Blick auf Klebebälle erhascht zu haben. Schon bald könnte ein anderes Teilchen den Sprung von der Theorie zur Realität schaffen.
Ein Großteil dieser wissenschaftlichen Forschung wird durch kontinuierliche Fortschritte bei mathematischen Techniken und Rechenfähigkeiten ermöglicht – die erforderlich sind, um die große Anzahl bestimmter Wechselwirkungen und Entwicklungen zu berechnen, die möglich sind und möglicherweise aus einem Klebeball stammen.
Darüber hinaus verfügen wir jetzt natürlich über die notwendigen Geräte und Instrumente, um einen Blick in die grundlegendsten Vorgänge der natürlichen Welt zu werfen und die Milliarden von Teilchenzuständen zu erzeugen, die erforderlich sind, um etwas so Seltenes und Exotisches wie einen Klebeball zu entdecken.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Briefe zur körperlichen Untersuchung.