Lhc scopre due (forse tre) nuove particelle subatomiche



(foto: Lhc Collaboration)

Il Large Hadron Collider (Lhc) torna a svelare i misteri dell’infinitamente piccolo, aggiungendo due nuove particelle subatomiche alla sua collezione: due nuovi barioni inferiori. Non solo, gli scienziati della Large Hadron Collider beauty (Lhcb) potrebbero aver individuato anche una terza particella, il tetraquark, un mesone esotico formato da due quark e due antiquark.

Come protoni e neutroni, i barioni sono particelle subatomiche composte, cioè costituite da tre particelle fondamentali – i famosi quark. I quark però non sono tutti uguali: esistono i quark up, i down, i bottom, i top, i quark charm e quelli strange, che combinandosi tra loro originano particelle differenti. I protoni, per esempio, sono costituiti ciascuno da due quark up e da un quark down, mentre un quark up e due quark down formano un neutrone.

I due nuovi barioni osservati nell’esperimento di Lhc sono ovviamente ancora diversi. I ricercatori li hanno chiamati Σb(6097)+ e Σb(6097)-, e sono costituiti rispettivamente da due quark up e un quark bottom e da due quark down e da un quark bottom. Σb(6097)+ e Σb(6097)- rappresentano due equivalenti di altri barioni osservati in precedenza dagli scienziati del Fermilab (Σb+, Σb-, Σb*+ e Σb*), ma la loro massa è superiore ed è pari a circa sei volte quella del protone.

Il metodo con cui sono state rilevate le nuove particelle subatomiche è quello classico degli esperimenti dentro Lhc: accelerare le particelle e osservare il risultato dei loro urti e collisioni. Stavolta il sistema utilizzato comprendeva un barione neutro chiamato Λb0 e una particella quark-antiquark carica chiamata mesone π. La collisione ha mostrato due alterazioni nel tracciato, che – i ricercatori ne sono certi – corrispondono a Σb(6097)+ e Σb(6097)-.

Un po’ meno certa, invece, è l’osservazione del tetraquark, un tipo di mesone esotico che, invece di essere composto da soli due quark (come gli altri mesoni), sarebbe costituito secondo la teoria standard da quattro quark, o per essere più precisi da due quark e due antiquark. Gli scienziati avrebbero osservato la particella Zc-(4100) nel decadimento dei più pesanti mesoni B, ma i dati non hanno raggiunto la soglia minima per rivendicare la scoperta di una nuova particella (che per chi ne capisce è di 5 deviazioni standard) . Serviranno dunque altri esperimenti per confermare o smentire questo risultato.

In ogni caso per gli autori della ricerca la conferma dell’osservazione di queste nuove particelle subatomiche costituisce un ulteriore passo avanti nella comprensione della forza forte, una delle quattro forze fondamentali dell’Universo.

Tutti i dettagli degli esperimenti sono disponibili sul sito di Lhcb, mentre gli studi originali possono essere già consultati sulla piattaforma di pre-pubblicazione arXiv qui e qui.


Fonte: WIRED.it