Tre nuove particelle scoperte dal più potente acceleratore del CERN
Il Large Hadron Collider (LHC), il più grande e potente acceleratore di particelle del CERN di Ginevra, ha osservato tre particelle mai viste prima: si tratta di un nuovo tipo di “pentaquark” e di una coppia di “tetraquark”, ovvero di tre nuove particelle subatomiche, chiamate adroni esotici, che si aggiungono alla crescente lista di particelle trovate dall’LHC nell’ambito della collaborazione internazionale o Large Hadron Collider beauty (LHCb).
La scoperta, che aiuterà i fisici a capire meglio come i quark – particelle elementari costituenti fondamentali della materia – si legano insieme in queste forme composite, è stata annunciata nell’ambito di un seminario del CERN del 5 luglio 2022, confermando l’esistenza di queste specie subatomiche finora solo previste dai modelli teorici.
Il primo tipo, l’adrone esotico pentaquark, è composto da un quark charm e un antiquark charm, un quark up e un quark down, e un quark strange, e rappresenta il primo pentaquark contenente un quark strange, determinato con una significatività statistica di 15 sigma, ben oltre i 5 sigma necessari per rivendicare l’osservazione di una particella nella fisica delle particelle.
La seconda scoperta riguarda una coppia di tetraquark, che include un nuovo tipo di tetraquark, osservata con una significatività statistica rispettivamente di 6,5 sigma e di 8 sigma, e rappresenta la prima coppia di tetraquark mai osservata. Il primo tetraquark, che ha una doppia carica elettrica, è composto da un quark charm, un antiquark strange, un quark up e un antiquark down, è stato scoperto insieme alla sua controparte neutra, formata da un quark charm, un antiquark strange, un antiquark up e un quark down.
“Più analisi eseguiamo, più tipi di adroni esotici troviamo – ha affermato il coordinatore della fisica di LHCb, Niels Tuning in una dichiarazione – . Stiamo assistendo a un periodo di scoperte come quello degli Anni 50, quando si iniziò a osservare uno “zoo di particelle” di adroni che alla fine portò al modello a quark degli adroni convenzionali negli Anni 60. Stiamo creando "zoo di particelle 2.0”.
Trovare nuovi tipi di tetraquark e pentaquark e misurarne le proprietà aiuterà i fisici a capire la loro natura e, in particolare, a comprendere la forza forte che tiene insieme i quark all’interno dei una particella. I ricercatori non sanno ancora se negli adroni esotici, i quark siano legati tutti strettamente insieme, o formino coppie o terne legate in modo lasco come nelle molecole. “Solo il tempo e ulteriori indagini sugli adroni esotici ci diranno se queste particelle sono l’una o l’altra cosa, oppure entrambe” hanno concluso gli studiosi.
