Il CERN scopre la nuova particella Xicc ++

Dopo il Bosone di Higgs, una nuova particella, già contemplata dalla fisica teorica, è stata scoperta dai ricercatori dell’LHCb del CERN.

ad astra
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Jul 10, 2017 · 3 min read
Credits: Daniel Dominguez/CERN)

Alla Conferenza EPS di Fisica ad Alta Energia di Venezia, è stato dato un annuncio molto importante, che riguarda un esperimento condotto dal Large Hadron Collider del CERN.

L’esito più importante ha riguardato l’osservazione di una nuova particella, classificata come Ξcc ++ (Xicc ++), contenente due quark charm (quark detti anche “pesanti”) e un quark up. Questa particolare particella, che fa parte della famiglia dei barioni, era già contemplata dalle attuali teorie della fisica, ma gli scienziati la stavano cercando ormai da anni. La massa della particella scoperta è di circa 3621 MeV, quasi quattro volte più pesante del protone, il barione più conosciuto, proprio grazie alla presenza in essa di due quark charm. Per la prima volta è stato possibile individuare tale particella in modo univoco e non ambiguo.

Quasi tutte la materia che vediamo attorno a noi è composta da barioni, che sono particelle comuni composte da tre quark. I barioni più conosciuti sono i protoni e i neutroni. Tuttavia ci sono sei tipi di quark esistenti e teoricamente molte combinazioni differenti possono dar luogo potenzialmente ad altri tipi di barioni. I barioni osservati fino ad ora però erano formati al massimo da un solo quark “pesante”.

“Trovare un barione con due quark pesanti è di grande interesse perché fornirà uno strumento unico per approfondire la cromodinamica quantistica, la teoria che descrive l’Interazione Forte, una delle quattro forze fondamentali; queste particelle aiuteranno così a migliorare il potere predittivo delle nostre teorie”, afferma Giovanni Passaleva, nuovo portavoce del team di collaboratori dell’LHCb.

Misurare le proprietà della particella Ξcc ++ aiuterà a stabilire il comportamento di un sistema costituito da due quark pesanti e un quark leggero. Importanti osservazioni possono essere ottenute misurando con precisione i meccanismi di produzione e di decadimento e la durata di vita di questa nuova particella.

L’osservazione di questo nuova tipologia di barione si è rivelata impegnativa ed è stata resa possibile grazie all’elevato volume di produzione di quark pesanti all’interno dell’LHC e alle caratteristiche peculiari dell’esperimento LHCb, in grado di identificare i prodotti di decadimento con grande efficienza. Il barione Ξcc ++ è stato identificato attraverso il suo decadimento in un Λc + barione e tre mesoni più leggeri K-, π + e π +.

“In contrasto con gli altri barioni, dove ciascuno dei tre quark ruota attorno agli altri in una danza elaborata, un barione a due quark charm agirà come un sistema planetario, dove i due quark pesanti giocano il ruolo di stelle che orbitano l’una attorno all’altra, mentre il quark più leggero orbita attorno a questo sistema binario ”, ha aggiunto Guy Wilkinson, ex-portavoce del team di collaboratori.

La scoperta della particella Ξcc ++ solleva molte aspettative su una futura individuazione di ulteriori rappresentanti di questa famiglia di barioni con due quark pesanti. La ricerca all’LHC proseguirà.

Gli esiti di questa ricerca sono stati presentati in un paper scientifico incluso nella rivista Physical Review Letters.

Tradotto in Italiano. Articolo originale: CERN

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