Физики подтвердили существование оддерона
Участники экспериментов TOTEM на Большом адронном коллайдере и DØ на Теватроне в совместной работе сообщили об открытии оддерона. Эта виртуальная бесцветная частица из нечетного числа глюонов (чаще всего — из трех), которой адроны обмениваются в упругих столкновениях при высоких энергиях, была предсказана в рамках квантовой хромодинамики — теории сильных взаимодействий элементарных частиц. Такой результат в очередной раз подтверждает состоятельность этой теории и демонстрирует, что протон при упругом рассеянии на протоне и антипротоне ведет себя по-разному. Коротко об открытии сообщает CERN Courier, препринт статьи доступен на сайте arxiv.org.
Обычно на таких ускорителях, как Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе или Теватрон в Национальной Ускорительной Лаборатории Ферми (она же Фермилаб), основное внимание уделяют неупругим столкновениям частиц. Именно в результате таких столкновений, в которых два летящих навстречу друг другу протона или ядра сталкиваются почти лоб в лоб и «разваливаются» на кварки и глюоны, практически вся кинетическая энергия уходит на рождение новых частиц и экзотических состояний материи. Тем не менее интерес для ученых представляют и упругие столкновения, когда сами ускоряемые частицы в ходе взаимодействия друг с другом не разрушаются, а лишь меняют траекторию движения. Именно в упругих столкновениях можно проверить на прочность модели, которые предсказывают, как именно те или иные частицы взаимодействуют друг с другом на высоких энергиях.
Особый интерес для физиков представляют упругие столкновения протонов. Их рассеяние друг на друге при низких энергиях определяется электромагнитным и сильным взаимодействиями: первое осуществляется за счет обмена фотонами (переносчиками этого взаимодействия), а второе — за счет обмена виртуальными мезонами, в частности, пионами (которые, к примеру, отвечают и за взаимодействие протонов и нейтронов в ядрах). Но с ростом энергии сталкивающихся протонов все большее значение обретают эффекты, предсказываемые квантовой хромодинамикой. Согласно этой теории, при энергиях порядка нескольких тераэлектронвольт процесс упругого столкновения протонов осуществляется посредством обмена глюонами — переносчиками сильного взаимодействия.
Оказывается, что и в этом случае для теоретического описания такого процесса удобно предположить, что протоны обмениваются виртуальной частицей, состоящей их нескольких глюонов. При небольших значениях импульса, переданного в таком упругом столкновении, этот процесс хорошо описывается обменом между протонами бесцветной виртуальной частицей из четного числа глюонов — помероном. Сам померон — разновидность раджеонов, которые возникают в рамках теории Редже и позволяют хорошо описывать сильные взаимодействия адронов при высоких энергиях. Именно помероны, согласно предсказаниям