Просмотр кода страницы Глюон

{{Информация о частице
| цвет_фона =
| имя = Глюон
| изображение = Feynmann Diagram Gluon Radiation.svg
| заголовок = [[Фейнмановская диаграмма]] {{SubatomicParticle|электрон}}{{SubatomicParticle|позитрон}} [[Аннигиляция|аннигиляции]] с образованием [[кварк]]а {{SubatomicParticle|кварк}} и антикварка {{SubatomicParticle|антикварк}} и испусканием глюона {{SubatomicParticle|Глюон}}<ref name="ELL">{{статья
|издание=Nuclear Physics
|том=B111
|язык=en
|ссылка=https://profchristophberger.files.wordpress.com/2015/02/ell76.pdf
|страницы=253–271
|заглавие=Search for Gluons in ''e''<sup>+</sup>''e''<sup>-</sup> Annihilation
|автор=John Ellis, [[Гайар, Мэри|Mary K. Gaillard]] and [[Росс, Грэм|Graham G. Ross]]
|doi=10.1016/0550-3213(76)90542-3
|год=1975
|archivedate=2022-02-16
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20220216184759/https://profchristophberger.files.wordpress.com/2015/02/ell76.pdf
}}</ref>
| символ = {{SubatomicParticle|Глюон}}
| num_types = 8
| состав = [[элементарная частица]]
| семья = [[бозон]]
| группа = [[калибровочный бозон]]<ref>J. Beringer et al., "The Review of Particle Physics", Physical Review D, 86, no. 86, (January 2012)</ref>
| античастица = сам себе (для нейтральных глюонов)
| взаимодействие = [[сильное взаимодействие|сильное]], <br>[[гравитационное взаимодействие|гравитационное]]
| теоретически_обоснована = [[Мюррей Гелл-Манн|Гелл-Манн]], [[Цвейг, Джордж|Цвейг]] ([[1964]])
| обнаружена = [[1979]]
| масса = {{val|0|ul=[[МэВ]]/{{math|[[Скорость света|''c'']]}}<sup>2</sup>}} (теоретическое значение)<ref name="pdg"/><br
/>< 1,3 МэВ/{{math|[[Скорость света|''c'']]}}<sup>2</sup> (экспериментальное ограничение)<ref name=fynd>{{статья
|заглавие=Limits on the mass of the gluon
|издание=[[Physics Letters|Physics Letters B]]
|том=345
|номер=4
|страницы=524
|bibcode=1995PhLB..345..524Y
|doi=10.1016/0370-2693(94)01677-5
|язык=en
|автор=F. Yndurain
|год=1995
|тип=journal}}</ref><ref>{{cite web |url = http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-gluon.pdf |title = Сводная таблица свойств глюона  |lang = en  |archive-url = https://web.archive.org/web/20150721135720/http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-gluon.pdf |archive-date = 2015-07-21 }}, известных на 2014 год // Particle Data Group</ref>
| время_жизни = 
| каналы_распада = 
| электрический_заряд = 0<ref name="pdg">{{статья
|заглавие=Review of Particle Physics
|ссылка=http://pdg.lbl.gov/2014/tables/rpp2014-sum-gauge-higgs-bosons.pdf
|издание=Chinese Phys. C
|том=38
|страницы=090001
|doi=10.1088/1674-1137/38/9/090001
|язык=und
|автор=K.A. Olive et al.
|год=2014
|archivedate=2015-04-20
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150420151105/http://pdg.lbl.gov/2014/tables/rpp2014-sum-gauge-higgs-bosons.pdf
}}</ref>
| цветовой_заряд = <math>r\bar{r}, g\bar{g}, b\bar{b}, r\bar{g}, r\bar{b}, g\bar{b}</math>
| спин = 1<ref name=autogenerated1>Лев Окунь. {{cite web |url = http://elementy.ru/lib/432007 |title = Основные понятия и законы физики и свойства элементарных частиц материи. Стандартная модель и за её пределами  |archive-url = https://web.archive.org/web/20141230223328/http://elementy.ru/lib/432007 |archive-date = 2014-12-30 }}.</ref>
| num_spin_states = 2
| внутренняя_чётность     = −
| изотопический_спин      = 0
}}
'''Глюо́н''' (от {{lang-en|gluon}}, от {{lang-en2|glue}} — клей) — [[Элементарные частицы|элементарная]] [[безмассовая частица]], фундаментальный [[бозон]]<ref>{{cite web|author= |url= http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e193.htm|title= Элементарные частицы|lang= ru|website= msu.ru|publisher= |date= |access-date= 2022-02-15|archive-date= 2021-12-25|archive-url= https://web.archive.org/web/20211225222240/http://nuclphys.sinp.msu.ru/enc/e193.htm|deadlink= no}}</ref>, [[квант]] векторного поля, переносчик [[Сильное взаимодействие|сильного взаимодействия]]<ref name="Кирчанов">{{книга|автор= В. С. Кирчанов|заглавие= Атомная и ядерная физика|ссылка= https://studfile.net/preview/9185833/|место= Пермь|издательство= Изд-во Перм. госуниверситета|год= 2012|страницы= 16—17|страниц= 82|isbn= |archivedate= 2022-02-10|archiveurl= https://web.archive.org/web/20220210154019/https://studfile.net/preview/9185833/}}</ref><ref name="Physics_encyclopedia_1988" />.

Глюоны — [[Векторное поле|векторные]] [[Калибровочный бозон|калибровочные бозоны]], непосредственно отвечающие за [[Сильное взаимодействие|сильное]] [[Цвет (квантовая хромодинамика)|цветовое]] взаимодействие между [[кварк]]ами в [[квантовая хромодинамика|квантовой хромодинамике]] (КХД)<ref name="Physics_encyclopedia_1988">{{статья | заглавие = Глюоны | ссылка = http://femto.com.ua/articles/part_1/0817.html | издание = [[Физическая энциклопедия]] | год = 1988 | ответственный = Гл. ред. А. М. Прохоров | место = М. | издательство = Советская энциклопедия | автор = А. В. Ефремов | archivedate = 2015-07-16 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20150716024913/http://femto.com.ua/articles/part_1/0817.html }}</ref>. В отличие от [[фотон]]ов в [[Квантовая электродинамика|квантовой электродинамике]] (КЭД), которые электрически нейтральны и не взаимодействуют друг с другом<ref>в первом порядке теории возмущений.</ref>, глюоны сами несут цветовой заряд и поэтому они не только переносят сильное взаимодействие, но и участвуют в нём. Всего существует 8 независимых типов глюонов, что делает КХД значительно более сложной для понимания, чем КЭД.
{{Таблица элементарных частиц|470}}

== Свойства ==
Глюоны — переносчики сильного взаимодействия между кварками, которые «склеивают» кварки в [[адрон]]ы. Квантовые числа кварков — электрический заряд, [[барионное число]], [[Аромат (физика)|аромат]] — остаются неизменными при испускании и поглощении глюонов, тогда как цвет кварков изменяется<ref>{{БРЭ|статья= Глюоны|ссылка= https://old.bigenc.ru/physics/text/2365291 |автор= [[Хлопов Максим Юрьевич|М. Ю. Хлопов]]|том= 7|страницы= 266—267|архив= https://web.archive.org/web/20220615160624/https://bigenc.ru/physics/text/2365291|архив дата= 2022-06-15}}</ref>.

Глюон — [[квант]] векторного (то есть обладающего единичным [[спин]]ом и отрицательной внутренней [[чётность (физика)|чётностью]]) поля в [[Квантовая хромодинамика|КХД]]. Он не имеет [[Масса|массы]]. В [[Квантовая теория поля|квантовой теории поля]] ненарушенная [[калибровочная инвариантность]] требует, чтобы калибровочный бозон был безмассовым<ref name="pdg"/> (эксперимент ограничивает массу глюона сверху значением не более нескольких [[МэВ]]<ref name=fynd/>). Все эти свойства (а также нулевой [[электрический заряд]]) сближают его с фотоном.

В то время как массивные векторные частицы имеют три состояния поляризации, безмассовые векторные калибровочные бозоны, такие, как глюон и фотон, имеют только две возможных поляризации из-за того, что калибровочная инвариантность требует поперечной поляризации.

Глюон обладает нулевым [[Изотопический спин|изоспином]]. Бесцветные глюоны <math>g_3</math> и <math>g_8</math> являются [[античастица]]ми самим себе, то есть [[Истинно нейтральные частицы|истинно нейтральными частицами]]. Глюоны, как и кварки, в свободном состоянии в естественных условиях не находятся, они образуют связанные состояния — [[адрон]]ы<ref>{{cite web|author= Дмитрий Казаков|url= https://postnauka.ru/wtf/154801|title= Элементарные частицы. Как устроена материя|lang= ru|website= ПостНаука|publisher= |date= |access-date= 2022-02-15|archive-date= 2022-02-15|archive-url= https://web.archive.org/web/20220215180554/https://postnauka.ru/wtf/154801|deadlink= no}}</ref>.

== История ==
М. Гелл-Манн и австрийский физик Г. Цвейг в 1964 году выдвинули гипотезу о том, что все адроны с [[Барионное число|барионным числом]] В = 0 (мезоны) состоят из пары «кварк и антикварк», а с числом В = 1 (барионы) — состоят из трёх кварков. Независимо друг от друга гипотезу о том, что каждый кварк имеет три различных цветовых состояния, высказали в 1965 году советские физики [[Боголюбов, Николай Николаевич|Н. Н. Боголюбов]], [[Струминский, Борис Владимирович|Б. В. Струминский]], [[Тавхелидзе, Альберт Никифорович|А. Н. Тавхелидзе]] и американские М. Хан и [[Намбу, Йоитиро|И. Намбу]]. В несколько другой форме в 1964 году подобную гипотезу высказал американский физик О. Гринберг<ref name="Герштейн">{{статья|автор= С. С. Герштейн|заглавие= Что такое цветовой заряд, или какие силы связывают кварки|ссылка= http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/col.htm|язык= |издание= Соровский образовательный журнал|тип= |год= 2000|месяц= |число= |том= |номер= 6|страницы= 78—84|doi= |issn= |archivedate= 2017-01-14|archiveurl= https://web.archive.org/web/20170114172536/http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/col.htm}}</ref>.

Синтез представлений о цвете кварков в начале 70 годов XX века породил квантовую [[Сильное взаимодействие|теорию сильного взаимодействия]] цветных глюонных и кварковых полей — [[Квантовая хромодинамика|квантовую хромодинамику]].
{{чистить раздел|дата=2022-02-16}}
Первыми ряд работ по данной теме, основанных на идеях симметрии и инвариантности в системе частиц и полей, опубликовали [[Гелл-Ман, Марри|Марри Гелл-Манн]], [[Фрич, Харальд|Харальд Фрич]], [[Цвейг, Джордж|Дж. Цвейг]]<ref>{{cite web|author= В. М. Скоков|url= https://spravochnick.ru/fizika/kvantovaya_teoriya/kvantovaya_hromodinamika/|title= Квантовая хромодинамика|lang= ru|website= spravochnick.ru|publisher= |date= |access-date= 2022-02-18|archive-date= 2022-02-18|archive-url= https://web.archive.org/web/20220218095934/https://spravochnick.ru/fizika/kvantovaya_teoriya/kvantovaya_hromodinamika/|deadlink= no}}</ref><ref>{{cite web|author= Ольга Калитеевская|url= https://docplayer.com/73398267-Lekciya-2-silnye-vzaimodeystviya-adronov-i-kvarkov.html|title= Сильные взаимодействия адронов и кварков|lang= ru|website= docplayer.com|publisher= |date= |access-date= 2022-02-14|archive-date= 2022-02-15|archive-url= https://web.archive.org/web/20220215112229/https://docplayer.com/73398267-Lekciya-2-silnye-vzaimodeystviya-adronov-i-kvarkov.html|deadlink= no}}</ref>.

Представление о конфайнменте кварков появилось из-за невозможности наблюдать их в свободном виде. Кварк из протона выделить невозможно, так как между кварками действует очень большая связующая сила. Если, например, попытаться их «развести», в человеческих единицах нужно было бы преодолеть сопротивление, равное 14 тоннам. Эта сила не убывает с расстоянием, оставаясь всегда одной и той же. Теоретическая физика называет эту силу [[Теория струн|струной]], которая натянута между кварками. Если раздвигать кварки всё дальше, в какой-то момент струна лопнет, порождая [[мезон]]ы, которые состоят из кварков и антикварков. «Цвет» кварка не наблюдаем, физического значения он не имеет. Наблюдаемо только изменение «цвета» кварка от точки к точке. Каждый глюон — это то, что находится непосредственно в протоне. «Жизнь» протона во времени представляется как взаимодействие трёх кварков посредством восьми разновидностей глюонов<ref name="Дьяконов">{{cite web|author= Дмитрий Дьяконов|url= https://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/|title= Кварки, или откуда берётся масса|lang= ru|website= Полит.ру|publisher= |date= |access-date= 2022-02-10|archive-date= 2022-02-15|archive-url= https://web.archive.org/web/20220215112229/https://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/|deadlink= no}}</ref>.

После разгона и столкновения протонов начинает «разрастаться» [[глюонное поле]], и в какой-то момент оно рвётся, а в месте разрыва рождается кварк-антикварковая пара. Глюонные поля также могут сталкиваться и рождать «кварк-антикварковые» пары<ref>{{cite web|author= Игорь Иванов|url= https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430525/Udivitelnyy_mir_vnutri_atomnogo_yadra|title= Удивительный мир внутри атомного ядра|lang= ru|website= Научно-популярный проект «Элементы большой науки»|publisher= ФИАН|date= |access-date= 2022-02-10|archive-date= 2022-02-15|archive-url= https://web.archive.org/web/20220215112229/https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430525/Udivitelnyy_mir_vnutri_atomnogo_yadra|deadlink= no}}</ref>.

== Кварк-глюонная материя ==
{{чистить раздел|дата=2022-02-16}}
Глюоны — составная часть кварк-глюонной материи. Исследования по физике в представлениях о структуре вещества составляют суть изучения кварк-глюонной плазмы. Физики пытаются решить фундаментальную научную задачу, поставленную перед ними: из чего состоит структура [[Материя (физика)|материи]], как произошла и эволюционировала барионная материя Вселенной, которая лежит в основе вещества, так как из неё состоят звёзды, планеты и живые существа. Фундаментальные силы сильного взаимодействия — глюоны — являются связующим звеном в процессах деления и синтеза объектов ядерной физики<ref name="CERN">{{cite web|author= CERN|url= http://www.myshared.ru/slide/939562/|title= CERN, 11 октября 2013 г. Физика кварк-глюонной плазмы в ALICE QGP|lang= ru|website= myshared.ru|publisher= |date= |access-date= 2022-02-15|archive-date= 2022-02-16|archive-url= https://web.archive.org/web/20220216132638/http://www.myshared.ru/slide/939562/|deadlink= no}}</ref><ref>{{cite web|author= И. Ройзен|url= https://www.nkj.ru/archive/articles/7754/|title= Кварк-глюонная плазма|lang= ru|website= |publisher= |date= |access-date= 2022-02-15|archive-date= 2022-02-16|archive-url= https://web.archive.org/web/20220216141629/https://www.nkj.ru/archive/articles/7754/|deadlink= no}}</ref>.

В результате сильного взаимодействия [[нуклон]]ы (протоны и нейтроны) преобразуются в [[барион]]ы, состоящие из трёх кварков (обнаружено более 100 барионов). Адроны составлены из кварков, антикварков и глюонов. Нестабильные частицы из равного числа кварков и антикварков составляют [[мезон]]ы (кварк-антикварк). Кварки и глюоны «заперты» в адронах. Выбиваемые при сильном взаимодействии из ядер свободные кварки и глюоны при определённых условиях ([[конфайнмент|деконфайнменте]] кварков и глюонов) проходят процесс [[Адронизация|адронизации]], который превращается в [[Струя (физика элементарных частиц)|адронные струи]] (jet). Такое состояние вещества называется кварк-глюонной плазмой<ref name="CERN" /><ref>{{cite web|author= |url= https://ria.ru/20211026/kollayder-1756184450.html|title= "Перевернет современную физику". Что увидели на Большом адронном коллайдере|lang= ru|website= ria.ru|publisher= |date= |access-date= 2022-02-15|archive-date= 2022-02-17|archive-url= https://web.archive.org/web/20220217010536/https://ria.ru/20211026/kollayder-1756184450.html|deadlink= no}}</ref>.

Кварк-глюонная плазма характеризуется экстремально высокой температурой и высокой плотностью энергии, превышающей некоторое критическое значение. Эксперименты в области изучения сильных взаимодействий проводятся учёными на [[ЦЕРН|ускорителях ядер сверхвысоких энергий]]. Эволюцию и свойства [[Кварк-глюонная плазма|кварк-глюонной материи]] изучает современная физика. Предположительно, из подобного вещества состояла Вселенная спустя несколько мгновений после возникновения ([[Большой взрыв|Большого Взрыва]])<ref name="CERN" />. Физика кварк-глюонной материи — одна из ключевых областей современной
физики, которая объединяет физику элементарных частиц, [[Ядерная физика|ядерную физику]] и [[Космология|космологию]]<ref name="CERN" /><ref>{{cite web |author=  |url= https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430431 |title= Анатомия одной новости, или Как на самом деле физики изучают элементарные частицы |lang= ru |website= elementy.ru |publisher=  |date=  |access-date= 2022-02-15 |archive-date= 2022-02-16 |archive-url= https://web.archive.org/web/20220216141638/https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430431 |deadlink= no }}</ref>.

== Нумерология глюонов ==
В отличие от единственного фотона в КЭД или трёх [[W- и Z-бозоны|{{math|''W''}}- и {{math|''Z''}}-бозонов]], переносящих [[слабое взаимодействие]], в КХД существует 8 независимых типов глюонов.

Кварки могут нести три типа цветового заряда; антикварки — три типа антицветового. Глюоны могут быть осмыслены как носители одновременно цвета и антицвета, либо как объяснение изменения цвета кварка во время взаимодействий. Исходя из того, что глюоны несут ненулевой цветовой заряд, можно подумать, что существует только шесть глюонов. Но на самом деле их восемь, так как, говоря техническим языком, КХД — [[Калибровочная инвариантность|калибровочная теория]] с [[Специальная унитарная группа|{{math|''SU''(3)}}]]-симметрией. Кварки представлены как [[Спинор|поля спиноров]] в {{math|''N<sub>f</sub>''}} [[Аромат (физика)|ароматах]], каждый в фундаментальном [[Представление группы|представлении]] (триплет, обозначается '''3''') цветовой калибровочной группы, {{math|''SU''(3)}}. Глюоны являются векторными полями в [[Присоединённое представление группы Ли|присоединённом представлении]] (октеты, обозначаются '''8''') цветовой {{math|''SU''(3)}}-группы. Вообще говоря, для [[Группы Ли|калибровочной группы]] число переносчиков взаимодействия (таких как фотоны и глюоны) всегда равно размерности присоединённого представления. Для простого случая {{math|''SU''(''N'')}} размерность этого представления равна {{math|''N''<sup>2</sup> − 1}}.

В терминах теории групп утверждение, что [[Синглетное состояние|синглетные]] по цвету глюоны отсутствуют, является просто заявлением, что квантовая хромодинамика имеет симметрию {{math|''SU''(3)}}, а не {{math|''U''(3)}}. Априорных причин для предпочтения той или другой группы нет, но эксперимент согласуется лишь с {{math|''SU''(3)}}.

Цветные глюоны:
{|align=center
|<math>g_1=(r\bar{b}+b\bar{r})/\sqrt{2}, \qquad g_2=-i(r\bar{b}-b\bar{r})/\sqrt{2},</math>
|-
|<math>g_4=(r\bar{g}+g\bar{r})/\sqrt{2}, \qquad g_5=-i(r\bar{g}-g\bar{r})/\sqrt{2},</math>
|-
|<math>g_6=(b\bar{g}+g\bar{b})/\sqrt{2}, \qquad g_7=-i(b\bar{g}-g\bar{b})/\sqrt{2}.</math>
|}

Бесцветные глюоны:
{|align=center
|<math>g_3=(r\bar{r}-b\bar{b})/\sqrt{2}, \qquad g_8=(r\bar{r}+b\bar{b}-2g\bar{g})/\sqrt{6}.</math>
|}

Третье бесцветное состояние:
: <math>(r\bar{r}+b\bar{b}+g\bar{g})/\sqrt{3}</math>

не существует. Нумерация глюонов соответствует нумерации [[Матрицы Гелл-Манна|матриц Гелл-Манна]] — генераторов группы SU(3).

== Экспериментальные наблюдения ==
[[Кварк]]и и глюоны (цветные) проявляют себя, распадаясь на большее количество кварков и глюонов, которые, в свою очередь, адронизуются в нормальные (бесцветные) частицы, собранные в струях. Как выяснилось в 1978 г.<ref name="SMY" />, {{iw|Детектор PLUTO|детектор PLUTO|en| PLUTO detector}} на электрон-позитронном коллайдере DORIS ([[DESY]]) получил первое свидетельство того, что адронные распады очень узкого резонанса Υ(9.46) можно геометрически интерпретировать как {{iw|Трехструйное событие|трёхструйное событие|en|three-jet event}}, создаваемых тремя глюонами. Позже опубликованные анализы того же эксперимента подтвердили эту интерпретацию, а также спин = 1 глюона<ref>{{Cite journal|author=Berger, Ch.|year=1979|title=Jet analysis of the Υ(9.46) decay into charged hadrons|journal=[[Physics Letters B]]|volume=82|bibcode=1979PhLB...82..449B|doi=10.1016/0370-2693(79)90265-X|issue=3–4}}</ref><ref>{{Cite journal|author=Berger, Ch.|year=1981|title=Topology of the Υ decay|journal=[[Zeitschrift für Physik C]]|volume=8|bibcode=1981ZPhyC...8..101B|doi=10.1007/BF01547873|issue=2}}</ref> (см. также сборник<ref name="SMY">
{{cite journal
 |author=B.R. Stella and H.-J. Meyer
 |year=2011
 |title=Υ(9.46 GeV) and the gluon discovery (a critical recollection of PLUTO results)
 |journal=[[European Physical Journal H]]
 |volume=36 |issue=2 |pages=203–243
 |arxiv=1008.1869v3
 |bibcode=2011EPJH...36..203S
 |doi=10.1140/epjh/e2011-10029-3
 }}</ref>).

Летом 1979 г., при более высоких энергиях на электрон-позитронном коллайдере {{iw|PETRA||en|PETRA}} (DESY) снова наблюдались трёхструйные события, теперь интерпретируемые как q{{Overline|q}}-[[тормозное излучение]] глюона, теперь хорошо видимые коллаборацией {{iw|TASSO||en|TASSO}}<ref>{{Cite journal|author=Brandelik, R.|year=1979|title=Evidence for Planar Events in e<sup>+</sup>e<sup>−</sup> annihilation at High Energies|journal=[[Physics Letters B]]|volume=86|issue=2|pages=243–249|bibcode=1979PhLB...86..243B|doi=10.1016/0370-2693(79)90830-X}}</ref>, MARK-J<ref>{{Cite journal|author=Barber, D.P.|year=1979|title=Discovery of Three-Jet Events and a Test of Quantum Chromodynamics at PETRA|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=43|bibcode=1979PhRvL..43..830B|doi=10.1103/PhysRevLett.43.830|issue=12}}</ref> и PLUTO<ref>{{Cite journal|author=Berger, Ch.|year=1979|title=Evidence for Gluon Bremsstrahlung in e<sup>+</sup>e<sup>−</sup> Annihilations at High Energies|journal=[[Physics Letters B]]|volume=86|bibcode=1979PhLB...86..418B|doi=10.1016/0370-2693(79)90869-4|issue=3–4}}</ref> (позже в 1980 году также {{iw|JADE (детектор частиц)|JADE|en|JADE particle detector}}<ref>{{Cite journal|author=Bartel, W.|year=1980|title=Observation of planar three-jet events in e<sup>+&nbsp;</sup>e<sup>−</sup> annihilation and evidence for gluon bremsstrahlung|journal=[[Physics Letters B]]|volume=91|issue=1|bibcode=1980PhLB...91..142B|doi=10.1016/0370-2693(80)90680-2|url=http://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id:%22PUBDB-2017-02984%22|access-date=2022-02-18|archive-date=2020-07-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20200716070727/http://bib-pubdb1.desy.de/search?p=id%3A%22PUBDB-2017-02984%22|url-status=live}}</ref>). Спин глюона, равный 1, был подтверждён в 1980 г. экспериментами TASSO<ref>{{Cite journal|author=Brandelik, R.|year=1980|title=Evidence for a spin-1 gluon in three-jet events|journal=[[Physics Letters B]]|volume=97|issue=3–4|bibcode=1980PhLB...97..453B|doi=10.1016/0370-2693(80)90639-5}}</ref> и PLUTO<ref>{{Cite journal|author=Berger, Ch.|year=1980|title=A study of multi-jet events in e<sup>+&nbsp;</sup>e<sup>−</sup> annihilation|journal=[[Physics Letters B]]|volume=97|issue=3–4|bibcode=1980PhLB...97..459B|doi=10.1016/0370-2693(80)90640-1}}</ref> (см. также обзор). В 1991 году последующий эксперимент на накопительном кольце [[Большой электрон-позитронный коллайдер|LEP]] в [[ЦЕРН]]<nowiki/>е снова подтвердил этот результат<ref>{{Cite journal|author=Alexander, G.|year=1991|title=Measurement of three-jet distributions sensitive to the gluon spin in e<sup>+&nbsp;</sup>e<sup>−</sup> Annihilations at √s = 91&nbsp;GeV|journal=[[Zeitschrift für Physik C]]|volume=52|issue=4|bibcode=1991ZPhyC..52..543A|doi=10.1007/BF01562326}}</ref>.

Глюоны играют важную роль в элементарных сильных взаимодействиях между [[кварк]]ами и глюонами, описанных КХД и изученных, в частности, на электронно-протонном коллайдере [[HERA]] в DESY. Количество и импульсное распределение глюонов в [[протон]]е (плотность глюонов) были измерены двумя экспериментами, {{iw|H1 (детектор частиц)|H1|en|H1 (particle detector)}} и {{iw|ZEUS||en|ZEUS}}<ref>{{Cite journal|author=Lindeman, L.|year=1997|title=Proton structure functions and gluon density at HERA|journal=[[Nuclear Physics B: Proceedings Supplements]]|volume=64|issue=1|pages=179–183|bibcode=1998NuPhS..64..179L|doi=10.1016/S0920-5632(97)01057-8}}</ref> в 1996—2007 годах. Вклад глюонов в спин протона изучался в {{iw|эксперимент HERMES|эксперименте HERMES|en|HERMES experiment}} в HERA<ref>{{Cite web|url=http://www-hermes.desy.de|title=The spinning world at DESY|website=www-hermes.desy.de|access-date=2018-03-26|archive-date=2021-05-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20210525042229/http://www-hermes.desy.de/|deadlink=no}}</ref>. Плотность глюонов (когда он ведёт себя как адрон) в протоне также была измерена<ref>{{Cite journal|author=Adloff, C.|year=1999|title=Charged particle cross sections in the photoproduction and extraction of the gluon density in the photon|journal=[[European Physical Journal C]]|volume=10|issue=3|pages=363–372|arxiv=hep-ex/9810020|bibcode=1999EPJC...10..363H|doi=10.1007/s100520050761}}</ref>.

[[Конфайнмент]] подтверждается неудачей с поиском [[Кварк|свободных кварков]] (поиска дробных зарядов). Кварки обычно рождаются парами (кварк + антикварк), чтобы компенсировать квантовые числа цвета и аромата; однако в [[Фермилаб]]е было показано единичное образование [[T-кварк|топ-кварков]]{{Efn|Технически создание одиночного t-кварка в [[Fermilab]] по-прежнему связано с образованием пары, но кварк и антикварк имеют разные ароматы.}}<ref>{{Cite web|url=https://physicsworld.com/a/top-result-for-tevatron/ <!-- dead link http://physicsworld.com/cws/article/news/38140 -->|title=Top result for Tevatron|author=Chalmers, M.|website=[[Physics World]]|date=2009-03-06|access-date=2012-04-02|archive-date=2019-06-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20190620015037/https://physicsworld.com/a/top-result-for-tevatron/|deadlink=no}}</ref>.

Открытие {{iw|деконфайнмент|деконфайнмента|en|Deconfinement}} было анонсировано в 2000 году в CERN SPS<ref>{{Cite journal|author=Abreu, M.C.|year=2000|title=Evidence for deconfinement of quark and antiquark from the J/Ψ suppression pattern measured in Pb-Pb collisions at the CERN SpS|journal=[[Physics Letters B]]|volume=477|issue=1–3|pages=28–36|bibcode=2000PhLB..477...28A|doi=10.1016/S0370-2693(00)00237-9|url=http://cds.cern.ch/record/427590|access-date=2022-02-18|archive-date=2022-02-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20220218214424/http://cds.cern.ch/record/427590|url-status=live}}</ref> в {{iw|Ядерная физика высоких энергий|столкновениях тяжёлых ионов|en|High-energy nuclear physics}}, что подразумевает новое состояние материи: [[кварк-глюонная плазма]], с меньшим взаимодействием, чем в [[Атомное ядро|ядрах]], почти как в жидкости. Она была обнаружен на [[RHIC|релятивистском коллайдере тяжёлых ионов]] (RHIC) в Брукхейвене в 2004—2010 годах в результате четырёх одновременных экспериментов<ref>{{Cite news|author=Overbye, D.|date=2010-02-15|title=In Brookhaven collider, scientists briefly break a law of nature|url=https://www.nytimes.com/2010/02/16/science/16quark.html|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210418235051/https://www.nytimes.com/2010/02/16/science/16quark.html|archivedate=2021-04-18|url-status=live|website=[[The New York Times]]|accessdate=2012-04-02}}</ref>. Кварк-глюонное состояние плазмы было подтверждено на Большом адронном коллайдере (LHC) [[ЦЕРН]]<nowiki/>е тремя экспериментами [[ALICE (эксперимент LHC)|ALICE]], [[Эксперимент ATLAS|ATLAS]] и [[Компактный мюонный соленоид|CMS]] в 2010 году<ref>{{cite press release |date=2010-11-26 |title=LHC experiments bring new insight into primordial universe |url=http://press.cern/press-releases/2010/11/lhc-experiments-bring-new-insight-primordial-universe |publisher=[[CERN]] |access-date=2016-11-20 |df=dmy-all |archivedate=2018-11-03 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181103101917/http://press.cern/press-releases/2010/11/lhc-experiments-bring-new-insight-primordial-universe }}</ref>.

Ускоритель CEBAF в [[Лаборатория Джефферсона|лаборатории Джефферсона]] в [[Ньюпорт-Ньюс|Ньюпорт-Ньюсе, Виргиния]], является одним из 10 [[Министерство энергетики США|учреждений Министерства энергетики]], которые занимаются исследованиями глюонов. Лаборатория в Виргинии конкурировала с другим учреждением — [[Брукхейвенская национальная лаборатория|Брукхейвенской национальной лабораторией]] на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк — за средства на строительство нового электронно-ионного коллайдера<ref>{{Cite news|author=Nolan|first=Jim|title=State hopes for big economic bang as Jeff Lab bids for ion collider|url=http://www.richmond.com/news/virginia/government-politics/article_fc5216f3-13e8-5ebe-85a6-64e054358389.html|accessdate=2015-10-19|website=Richmond Times-Dispatch|date=2015-10-19|pages=A1, A7|quote=Those clues can give scientists a better understanding of what holds the universe together.|archivedate=2022-02-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20220218180106/https://richmond.com/news/virginia/government-politics/article_fc5216f3-13e8-5ebe-85a6-64e054358389.html}}</ref>. В декабре 2019 года Министерство энергетики США выбрало [[Брукхейвенская национальная лаборатория|Брукхейвенскую национальную лабораторию]] для размещения {{iw|Электронно-ионный коллайдер|электронно-ионного коллайдера|en|Electron–ion collider}}<ref>{{cite press release |date=2020-01-09 |title=U.S. Department of Energy selects Brookhaven National Laboratory to host major new nuclear physics facility |url=https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-selects-brookhaven-national-laboratory-host-major-new-nuclear-physics |publisher=[[United States Department of Energy|DOE]] |access-date=2020-06-01 |df=dmy-all |archivedate=2022-02-09 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20220209133624/https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-selects-brookhaven-national-laboratory-host-major-new-nuclear-physics }}</ref>.

Первое прямое экспериментальное доказательство существования глюонов было получено в 1979 году, когда в экспериментах на электрон-позитронном [[коллайдер]]е [[PETRA]] в исследовательском центре [[DESY]] ([[Гамбург]], [[ФРГ (до 1990)|ФРГ]]) были обнаружены события с тремя [[Струя (физика элементарных частиц)|адронными струями]], две из которых порождались кварками и третья — глюоном. Косвенное доказательство существования глюонов было получено на десять лет раньше при количественном анализе процесса [[Неупругое рассеяние|глубоко неупругого рассеяния]] электронов на протоне/нейтроне, проведённом в американской лаборатории [[Национальная ускорительная лаборатория SLAC|SLAC]].

В [[2005 год]]у на релятивистском коллайдере тяжёлых ионов [[RHIC]] была получена [[кварк-глюонная плазма]].

Теоретически предсказана частица, состоящая исключительно из глюонов ([[глюбол]]), Существование такой частицы возможно, поскольку глюоны несут цветовой заряд и могут притягиваться друг к другу. Тем не менее, такие состояния должны быстро распадаться на более стабильные, а также могут смешиваться с обычными мезонами, что крайне затрудняет их детектирование. До 2024 года глюболы не были ни обнаружены, ни созданы искусственно. Однако в 2024 году появилось сообщение о вероятном обнаружении глюбола. Физики из эксперимента BESIII (Beijing Spectrometer III) на Пекинском электрон-позитронном коллайдере обнаружили, что глюболом может оказаться резонанс X(2370), открытый в 2011 году в распаде [[J/ψ-мезон]]ов на [[фотон]], два [[пион (частица)|пиона]] (положительно и отрицательно заряженный) и [[Эта-мезон|η′-мезон]]. Они проанализировали более 10 миллиардов событий рождения J/ψ-мезона и исследовали его распад с вылетом фотона и образованием резонанса X(2370), который впоследствии распадается на два [[каон|K{{sup_sub|0|S}}-мезона]] и η′-мезон (по такому каналу распад J/ψ-мезона происходит с вероятностью 0,00131 %). В результате ученые подтвердили существование резонанса X(2370) со статистической значимостью более 11,7 стандартных отклонений и более точно определили его массу, которая составляет около 2395 МэВ, [[ширина распада|ширину распада]] (около 188 МэВ), а также впервые определили его спин, [[внутренняя чётность|внутреннюю]] и [[зарядовая чётность|зарядовую чётность]] как {{nobr|{{math|''J<sup>PC</sup>''}} {{=}} 0⁻⁺}}. Учёные отмечают, что эти характеристики резонанса X(2370) с высокой точностью согласуются с теоретическими предсказаниями для легчайшего псевдоскалярного глюбола, что позволяет предположить, что данный резонанс является глюболом<ref>{{cite web|author = Рудик Дмитрий|url = https://nplus1.ru/news/2024/05/13/glueball|title = Физики нашли следы существования глюбола|lang = |website = https://nplus1.ru/|publisher = N + 1|date = 24-05-13|accessdate = 2024-05-14|archive-date = 2024-05-13|archive-url = https://web.archive.org/web/20240513215044/https://nplus1.ru/news/2024/05/13/glueball|url-status = live}}</ref><ref>{{cite journal | author=BESIII Collaboration | journal=Physical Review Letters | title=Determination of Spin-Parity Quantum Numbers of X(2370) as 0<sup>−+</sup> from J/ψ → γK<sub>S</sub><sup>0</sup>K<sub>S</sub><sup>0</sup>η′ | volume=132| pages=181901 | year=2024 | doi=10.1103/PhysRevLett.132.181901}}</ref>.

== Конфайнмент ==
{{main|Конфайнмент}}
Так как глюоны несут в себе цветовой заряд (опять же, в отличие от электронейтральных фотонов), они участвуют в сильных взаимодействиях.<!-- Эти глюон-глюнные взаимодействия заключают цветовое поле в струноподобный объект, называемый
[[Глюон]]
-->
Свободные кварки до сих пор не наблюдались, несмотря на многолетние попытки их обнаружения. Аналогичная ситуация создалась и с глюонами. Однако в [[Фермилаб]]е было [[Статистическая физика|статистически]] обнаружено одиночное рождение [[топ-кварк]]а<ref>{{cite web|url=http://elementy.ru/news/430415|title=Умные алгоритмы помогли совершить открытие в физике элементарных частиц • Игорь Иванов • Новости науки на «Элементах» • Физика|website=elementy.ru|access-date=2017-04-21|archive-date=2017-01-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20170114211521/http://elementy.ru/news/430415|deadlink=no}}</ref> (его время жизни слишком мало, чтобы образовывать связанные состояния<ref>{{Cite web |url=http://nuclphys.sinp.msu.ru/lect/l_05.pdf |title=t-кварк |access-date=2014-07-26 |archive-date=2014-08-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140808151409/http://nuclphys.sinp.msu.ru/lect/l_05.pdf |deadlink=no }}</ref>).

На очень малых расстояниях глубоко внутри [[адрон]]ов взаимодействие между глюонами и кварками постепенно спадает в результате проявления [[Асимптотическая свобода|асимптотической свободы]]<ref>{{cite web|url=http://elementy.ru/lib/432007|title=Основные понятия и законы физики и свойства элементарных частиц материи • Л. Окунь • Книжный клуб на «Элементах» • Опубликованные отрывки из книг Сильное взаимодействие. Конфайнмент и асимптотическая свобода|website=elementy.ru|access-date=2017-04-21|archive-date=2014-12-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20141230223328/http://elementy.ru/lib/432007|deadlink=no}}</ref>.

Существуют некоторые указания на существование экзотических адронов, имеющих число валентных кварков больше трёх (см. [[Пентакварк]]).

== См. также ==
* [[Померон]] — возникает при попытке вытаскивания части глюонного облака из протона<ref>{{cite web|url=http://elementy.ru/lib/430525|title=Удивительный мир внутри атомного ядра. Научно-популярная лекция для школьников, ФИАН|author=Иванов И.|date=2007-09-11|publisher=[[elementy.ru]]|access-date=2015-07-18|archive-date=2015-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20150715202155/http://elementy.ru/lib/430525|deadlink=no}}</ref>.
* [[Глюбол]] — гипотетическая частица, образованная только из глюонов.

== Примечания ==

=== Комментарии ===
{{комментарии}}

=== Источники ===
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга|автор=Боголюбов Н.Н., Логунов А.А., Оксак А.И., Тодоров И.Т.|заглавие=Общие принципы квантовой теории поля|место=Москва|издательство=Наука|год=1987|страницы=226, 227|страниц=616}}
* {{книга|автор=Jean Letessier, Johann Rafelski, T. Ericson, P. Y. Landshoff|заглавие=Hadrons and Quark-Gluon Plasma|издательство=[[Cambridge University Press]]|год=2002|allpages=415|isbn=9780511037276}}
* В. Л. Коротких, «Физика столкновений ультрарелятивистских ядер», Издательство МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, 2008.
* Игорь Иванов {{cite web |url = https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430431/Anatomiya_odnoy_novosti_ili_Kak_na_samom_dele_fiziki_izuchayut_elementarnye_chastitsy |title = Анатомия одной новости, или Как на самом деле физики изучают элементарные частицы  |archive-url = https://web.archive.org/web/20220216143535/https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430431/Anatomiya_odnoy_novosti_ili_Kak_na_samom_dele_fiziki_izuchayut_elementarnye_chastitsy |archive-date = 2022-02-16 }}.

== Ссылки ==
* {{cite web |url = http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-gluon.pdf |title = Сводная таблица свойств глюона  |lang = en  |archive-url = https://web.archive.org/web/20150721135720/http://pdg.lbl.gov/2014/listings/rpp2014-list-gluon.pdf |archive-date = 2015-07-21 }}, известных на 2014 год // Particle Data Group

{{внешние ссылки}}
{{Частицы}}

[[Категория:Элементарные частицы]]
[[Категория:Квантовая хромодинамика]]
[[Категория:Бозоны]]
[[Категория:Безмассовые частицы]]
[[Категория:Кванты]]
[[Категория:Глюоны|*]]