Mereka tidak hanya unik sebagai satu-satunya partikel yang terbuat dari kekuatan murni, tetapi juga sulit dipahami – tidak ada yang pernah melihat atau mendeteksi sebelumnya.
Sekarang, dengan menggunakan Beijing Electron Positron Collider, para ilmuwan telah menemukan kandidat terkuat hingga saat ini dari glueball – partikel bernama X (2370). Setelah menggunakan collider untuk menghancurkan elektron dan antipartikel mereka satu sama lain mendekati kecepatan cahaya, para peneliti kemudian menyaring sejumlah besar data yang berisi lebih dari 10 miliar sampel tabrakan sebelum memeriksa X (2370) dengan cermat.
Melihat sifat-sifat utamanya, termasuk massa dan putarannya, tim menemukan itu cocok untuk yang diprediksi dalam glueballs yang terdiri dari dua gluon.
Penelitian, yang melibatkan sekitar 600 ilmuwan di 17 negara, dirinci dalam sebuah laporan bulan ini di jurnal Physical Review Letters.
“Glueball adalah prediksi utama dari Model Standar, tetapi mereka belum pernah ditemukan secara eksperimental sebelumnya,” kata rekan penulis studi Jin Shan dari Universitas Nanjing kepada kantor berita negara Xinhua akhir pekan lalu.
“Hasil kami konsisten dengan fitur glueball paling ringan yang diprediksi oleh Model Standar, dan karena itu memberikan bukti kuat untuk mendukung keberadaan glueball,” kata rekan Jin, Huang Yanping dari Institute of High Energy Physics di Beijing.
Para peneliti melaporkan signifikansi statistik 11,7-sigma untuk hasil mereka. Dalam fisika partikel, signifikansi 5-sigma adalah standar emas untuk mengumumkan penemuan yang bonafide, yang berarti bahwa ada peluang 0,00006 persen untuk penelitian ini menjadi kebetulan statistik.
Sementara eksperimentalis merayakan pendeteksian, ahli teori memperingatkan bahwa lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk mengkonfirmasi apakah itu glueball murni, atau glueballs dicampur dengan partikel konvensional yang terbuat dari quark.
“Dalam dunia teoritis di mana hanya ada gluon, tetapi tidak ada quark, glueballs adalah partikel yang terdefinisi dengan baik,” kata fisikawan teoritis Craig McNeile dari University of Plymouth di Inggris, pada hari Rabu.
“Dalam dunia nyata kromodinamika kuantum [salah satu teori utama di balik fisika nuklir], keadaan glueball akan bercampur dengan partikel yang terbuat dari quark, dan tidak lagi jelas apakah glueball yang terisolasi ada.”
Oleh karena itu, partikel X (2370) bisa menjadi sesuatu yang lain, seperti versi tereksitasi dari apa yang disebut eta meson, yang sebagian besar terbuat dari quark dan antiquark, katanya.
Eksperimen masa depan di China dan Eropa harus dapat melakukan lebih banyak analisis dan membantu mengesampingkan skenario seperti itu jika partikel-partikel itu memang glueball yang terisolasi, tambahnya.
Frank Close, profesor emeritus fisika teoretis di Universitas Oxford, memuji penelitian ini sebagai “menggiurkan” dan “mendorong”. Namun, dia mengatakan gagasan glueball murni itu sederhana.
“Ini setidaknya merupakan langkah yang menarik di sepanjang jalan,” kata Close. “Sampai direplikasi dalam percobaan lebih lanjut, saya tetap berhati-hati.”