物質ではなく「力」だけでも粒子になれる
私たちの体も、机も、夜空の星も、細かく砕いていけば原子になり、原子の中心には陽子や中性子が詰まっています。
そしてその陽子や中性子も、さらに小さな「クォーク」という粒が3つ集まってできています。
ところが、クォークをいくら集めても、それだけでは陽子や中性子という形あるまとまりになりません。
バラバラのクォークを固く貼り合わせる”接着剤”のような結びつける力の役割を果たす粒子(グルーオン)が働いて初めて、陽子や中性子が形になり、原子が、そして私たちの世界ができあがります。
つまり万物は「物質を作る粒子」と「力を伝える粒子」のセットでできているのです。
より砕けて言えば「材料」と「接着剤」のセットとも言えるでしょう。
実際、力を伝える粒子である「グルーオン」という名前自体も英語で「接着剤」の意味をもつグルー(glue)が含まれています。
そしてこの接着剤には、他の粒子にない奇妙な性質があると考えられていました。
それは「接着剤自身が、接着剤にくっつく」ということです。
たとえば光(光子)は電磁気の力を運びますが、光同士が直接くっついて塊になることはありません。
しかしグルーオンは自分同士でも結びつくため、理論上は材料のクォークが1つもないまま、接着剤だけが丸まった塊が存在できてしまうのです。
この「純粋な力の塊」こそがグルーボールです。
しかし困ったことに、グルーボールは普通の粒子とよく似た姿で現れるため、決定的な見分け方がなかなかありません。
そんな中で浮上した最有力候補が、2011年に北京の実験で発見された粒子「X(2370)」でした。
(※Xは「正体不明」を、数字はおおよその重さを表しています。)
その重さが、理論の予言するグルーボールの範囲にぴったり収まっていたのです。
ただこのときは、「本物のグルーボールなのか、それともクォークでできた普通の粒子なのか」という区別がつかないままでした。
体重だけで誰かを決められないのと似ていると言えるでしょう。
そこで研究チームは、候補止まりの状況を打ち破るべく、「クォークを含まないこと」をあぶり出す検証に挑みました。
