Particella esotica mai vista prima scoperta al CERN

Il progetto Large Hadron Collider Beauty (LHCb) ha osservato per la prima volta una particella esotica composta da quattro quark fascino.
La collaborazione LHCb ha osservato un tipo di particella a quattro quark mai vista prima. La scoperta, presentata in un recente seminario al CERN e descritta in un articolo, è probabilmente la prima di una classe di particelle mai viste prima dai fisici.
Questa scoperta aiuterà i fisici a comprendere meglio i quark, un tipo di particella elementare che è un elemento fondamentale di tutta la materia. I quark si uniscono a formare particelle composite note come adroni, che includono protoni e neutroni. Questa nuova scoperta rivoluzionaria può aiutare gli scienziati a comprendere ora i complessi modi in cui i quark si uniscono.
I quark si combinano in genere in gruppi di due e tre per formare adroni. Tuttavia, da decenni, i teorici avevano predetto l’esistenza di adroni a quattro e cinque quark, descritti a volte come tetraquark e pentaquark.
Queste particelle costituite da insolite combinazioni di quark sono un “laboratorio” ideale per studiare una delle quattro forze fondamentali conosciute della natura, l’interazione forte che lega i protoni, i neutroni e i nuclei atomici che compongono la materia. La conoscenza dettagliata dell’interazione forte è essenziale per determinare se nuovi processi inaspettati sono un segno di nuova fisica o solo fisica standard.
“Le particelle composte da quattro quark sono già esotiche, e quella che abbiamo appena scoperto è la prima a essere composta da quattro quark pesanti dello stesso tipo, in particolare due quark fascino e due antiquark fascino“, afferma il portavoce uscente della Collaborazione LHCb, Giovanni Passaleva. “Fino ad ora, l’LHCb e altri esperimenti avevano osservato solo tetraquark con al massimo due quark pesanti e nessuno con più di due quark dello stesso tipo“.
Il nuovo portavoce di LHCb, Chris Parkes dell’Università di Manchester, ha dichiarato che “La scoperta odierna apre un altro entusiasmante capitolo di questo libro scientifico, permettendoci di studiare la teoria delle particelle in un caso estremo. Questa particella è un caso estremo: è un adrone esotico, contenente quattro quark anziché i due o tre in particelle di materia convenzionale e il primo noto a contenere solo quark pesanti”.
“Studiare un sistema estremo consente agli scienziati di sottoporre a stress le nostre teorie. Attraverso lo studio di questa particella e la speranza che in futuro scopriremo ulteriori particelle in questa classe, testeremo la nostra teoria di come si combinano i quark che governano anche protoni e neutroni“.
Come per le precedenti scoperte sui tetraquark, non è del tutto chiaro se la nuova particella sia un “vero tetraquark“, ovvero un sistema di quattro quark strettamente legati tra loro o una coppia di particelle di due quark debolmente legate in una struttura simile a una molecola. In entrambi i casi, il nuovo tetraquark aiuterà i teorici a testare modelli di cromodinamica quantistica.
L’articolo, “Observation of structure in the J/ψ-pair mass spectrum”, è disponibile sul server di preprint arXiv.