Des physiciens autrichiens confirment l’existence des boules de glu, particules exotiques composées de force pure

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Une particule appelée méson f0(1710) est l’insaisissable “boule de glu”, une particule exotique composée de force pure, selon une équipe de physiciens de la Technische Universität Wien à Vienne, en Autriche.

Une glueball est composée uniquement de gluons. Crédit image : TU Wien.

Une boule de glu est composée uniquement de gluons. Crédit photo : TU Wien.

Depuis des années, les physiciens sont à la recherche de particules hypothétiques appelées glueballs, qui sont composées uniquement de gluons.

Les boules de glu sont prédites comme étant instables. Elles ne peuvent être détectées qu’indirectement, en analysant leur désintégration.

“En physique des particules, chaque force est médiée par un type particulier de particule de force, et la particule de force de la force nucléaire forte est le gluon”, explique le professeur Anton Rebhan, membre de l’équipe.

“Les gluons peuvent être considérés comme des versions plus compliquées du photon. Les photons sans masse sont responsables des forces de l’électromagnétisme, tandis que huit types différents de gluons jouent un rôle similaire pour la force nucléaire forte.”

“Cependant, il existe une différence importante : les gluons sont eux-mêmes soumis à leur propre force, les photons ne le sont pas. C’est pourquoi il n’existe pas d’états liés des photons, mais une particule constituée uniquement de gluons liés, de force nucléaire pure, est en fait possible. “

Le professeur Rebhan et son collègue, Frederic Brünner, ont maintenant utilisé une nouvelle approche théorique pour calculer la désintégration des gluons.

Ils ont interprété leurs résultats comme une preuve solide qu’une particule appelée méson f0(1710), qui a été découverte dans diverses expériences, est, en fait, la boule de glu recherchée depuis longtemps.

Des calculs de modèles simplifiés ont montré qu’il existe deux candidats réalistes pour les boules de glu : les mésons f0(1500) et f0(1710).

“Pendant longtemps, les mésons f0(1500) était considéré comme le candidat le plus prometteur. Le méson f0(1710) a une masse plus élevée, ce qui concorde mieux avec les simulations informatiques, mais lorsqu’il se désintègre, il produit de nombreux quarks ‘étranges’. “

“Nos calculs montrent qu’il est possible que les boules de glu se désintègrent principalement en quarks étranges”, a déclaré le professeur Rebhan.

“De manière surprenante, le schéma de désintégration calculé en deux particules plus légères concorde extrêmement bien avec le schéma de désintégration mesuré pour les f0(1710).”

Les résultats ont été publiés le 21 septembre dans la revue Physical Review Letters.

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