Глюонный «Y-образный узел» — носитель барионного числа протона: открытие коллаборации STAR

Новые результаты коллаборации STAR, полученные на детекторе в Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) и опубликованные в журнале Science, впервые дают экспериментальные доказательства того, что барионное число протона переносится не тремя валентными кварками, а Y-образным «глюонным узлом» — непертурбативной топологической конфигурацией глюонного поля .

Три ключевых экспериментальных свидетельства

• Столкновения изобаров (Ru+Ru vs. Zr+Zr): Измерение отношения барионного числа к разности электрических зарядов показало значительно больший выход барионов в средней быстроте, чем предсказывают модели, приписывающие барионное число валентным кваркам .
• Фотон-золотые (γ+Au) столкновения: В этих столкновениях, где фотон выступает в роли зонда, асимметрия выхода чистых протонов по быстроте оказалась меньше, чем ожидалось в рамках кварковой модели .
• Адронные столкновения Au+Au: Измерения выхода чистых протонов в центральных столкновениях золотых ядер также подтвердили аномально высокий перенос барионного числа к средней быстроте, что невозможно объяснить простым переносом кварками .

Все три метода независимо указывают на один и тот же вывод: барионное число переносится глюонным узлом, который «застревает» в центральной области столкновения, распадаясь на новые барионы.

Значение для физики глюонной материи

• Открытие кардинально меняет представление о том, как сохраняющееся квантовое число — барионное число — «записано» в структуре адронов . Оказывается, глюоны не просто склеивают кварки, но и сами являются носителями фундаментального квантового числа, что отводит глюонной материи более прямую роль в стабильности обычного вещества.
• Результат подтверждает существование предсказанных ранее экзотических состояний, таких как глюболы и глюонные «бакиболы» (фуллереноподобные структуры из глюонов) .
• Понимание механизма переноса барионного числа критически важно для космологии: он помогает объяснить, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии, указывая на возможные процессы, происходившие вскоре после Большого взрыва .