Il CERN ha annunciato che la collaborazione internazionale LHCb ha scoperto, attaverso l’acceleratore Large Hadron Collider (LHC) ben tre nuove particelle esotiche mai osservate prima. Ecco tutti i dettagli della scoperta.
Le particelle esotiche scoperte al CERN da LHCb
Per capire bene i risultati, sono necessarie un po’ di premesse. L’esperiemento LHCb, che sta per LHC beauty (ed è infatti noto come “beauty experiment“), punta a studiare la differenza tra materia e anti-materia cercando i beauty quark, anche noti come bottom quark o quark b. Queste particelle subatomiche sono infatti considerate fondamentali per spiegare la presenza sbilanciata di materia e antimateria nell’universo.
I vari quark (che esistono anche di tipo up, down, charm, strange e top, più le loro versioni antiquark) si possono combinare per formare particelle più grandi. In coppie e triplette formani adroni (hadrons, da cui la H di LHC) come protoni e neutroni, ma possono formare anche unioni a quattro (tetraquark) o a cinque (pentaquark). Queste ultime sono note come particelle esotiche. La loro esistenza è stata predetta ormai sessant’anni fa, ma solo recentemente, negli ultimi 20 anni, sono stati osservati grazie agli acceleratori.
Le nuove particelle
Le nuove particelle sono un nuovo pentaquark e la prima coppia di tetraquark mai osservata. La prima è formata da un quark e un antiquark charm, un quark up, un down e un quark strange. È il primo pentaquark mai osservato a contenere un quark strange.
La coppia vede invece due tetraquark molto simili. Entrambi hanno un quark charm e un antiquark strange, e si differenziano per le altre due particelle (quark up e antiquark down per uno, antiquark up e quark down per l’altro).
La maggior parte dei tetra e pentaquark scoperti contiene una coppia quark-antiquark charm, con i rimanenti quark o antiquark di tipo up, down o strange. Negli ultimi due anni, però, sono iniziati ad emergere particelle esotiche che escono da questo pattern. Alcune, chiamate open charm, hanno infatti un quark charm senza la controparte antiquark. Ne sono un esempio i tetraquark appena scoperti.
Gli scienziati sono emozionati da queste scoperte e prevedono un nuovo periodo di scoperte riguardanti le particelle esotiche. Trovando nuovi tetra e pentaquark e misurandone le proprietà, la speranza è quella di riuscire a creare un modello unificato degli adroni esotici, di cui sappiamo ancora molto poco e la cui comprensione ci aiuterebbe a capire meglio anche gli adroni ordinari, che compongono la materia più comune.
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