Физики на эксперименте Beijing Spectrometer III (BES III) обнаружили то, что они называют наиболее убедительными доказательствами существования глюболов — тех мифических частиц, состоящих целиком из глюонов, которые квантовая теория настаивает должны существовать, но которые довольно застенчиво уклонялись от появления. Результаты появились в препринте на arXiv в прошлом месяце и были представлены на Международной конференции по физике высоких энергий (ICHEP) на прошлой неделе.

Давайте вернёмся к основам: всё, что вы видите, состоит из кварков, скреплённых глюонами, которые являются переносчиками сильного ядерного взаимодействия. Эти глюоны (да, именно отсюда происходит название) связывают кварки в протоны и нейтроны, которые образуют ядра атомов. Бозон Хиггса, открытый в 2012 году после десятилетий поисков, был провозглашён последним кусочком Стандартной модели, но всё ещё есть недостающие части — глюболы являются довольно вопиющей из них. Они являются прямым предсказанием квантовой хромодинамики (КХД), теории сильного взаимодействия, и их должно быть даже несколько разновидностей.

Как объяснял Мэттью Фрэнсис для Ars в 2015 году, глюболы являются частью того, почему материя имеет массу. Как и Хиггс, они связаны с массой, но иным образом: большая часть массы протонов и нейтронов происходит не от кварков, а от энергии глюонов, связывающих их вместе, благодаря E=mc². Глюоны также прилипают друг к другу, а не только к кваркам, так что теоретически можно построить частицу из чистых глюонов — без кварков. Это и есть глюбол.

Охота была сосредоточена на частице J/ψ, мезоне с очарованным кварком и очарованным антикварком, открытом в 1974 году. Когда частицы J/ψ распадаются, они производят кучу глюонов и адронов, что делает их идеальным местом для поиска сигнатур глюболов. Чтобы частица могла претендовать на звание кандидата в глюболы, она должна иметь нулевой спин, нулевой электрический заряд и нечётную чётность, среди прочего.

Вступает BES III, коллайдер электрон-позитрон, специально предназначенный для этой охоты. Он начал собирать данные в 2008 году и в течение года зарегистрировал более 226 миллионов событий. Одним из самых сильных кандидатов на самый лёгкий глюбол является частица X(2370), открытая там в 2011 году, с массой, первоначально измеренной как 2,370 ГэВ/с², что немного ниже предсказанных 2,395 ГэВ/с² из решёточной КХД.

К 2024 году BES III накопил более 10 миллиардов событий J/ψ, что позволило обнаружить редкие события и экзотические состояния, такие как XYZ-мезоны и тетракварки, и измерить X(2370) с беспрецедентной точностью. Команда получила предсказанную массу 2,395 ГэВ/с² — хорошее совпадение с теорией — и спин и чётность, согласующиеся с КХД. Тем не менее, этого было недостаточно, чтобы объявить об открытии.

Но теперь последние результаты рассматривают несколько ранее не сообщавшихся каналов распада X(2370). Анализ показывает, что это «флейворный синглет», то есть он не связан с каким-либо конкретным ароматом кварка (верхний, нижний или странный) — жизненно важная улика, указывающая на то, что он состоит преимущественно из глюонов, примерно на 90% по словам коллаборации. Это соответствует трём основным предсказанным свойствам глюбола, которые команда BES III называет полной цепочкой доказательств.

«Это экспериментальный триумф», — сказал Колин Морнингстар, физик элементарных частиц из Университета Карнеги-Меллона, не участвовавший в работе, журналу Science. «Это самое сильное доказательство того, что частицы, в которых доминирует глюбольная компонента, могут существовать в природе».

Далее: независимая проверка, возможно, на предлагаемом Super Tau-Charm Facility (STCF) в Китае или на электрон-ионном коллайдере, строящемся в Брукхейвенской национальной лаборатории в США. Но BES III в настоящее время является единственной машиной, посвящённой исключительно охоте на глюоны, так что подтверждение может занять некоторое время. Статья находится на arXiv, 2026, DOI: 10.48550/arXiv.2607.20366.