Fisica, l'acceleratore del Cern scova particelle "esotiche"

LHCb, uno dei quattro grandi esperimenti del Large Hadron Collider (LHC), il super-acceleratore di particelle al Cern di Ginevra a cui collaborano - tra gli altri - gruppi di varie Università italiane e dell'Istituto Nucleare di Fisica Nucleare, ha appena scoperto una famiglia di particelle cosiddette "esotiche", ossia costituite da stati legati di quattro Quarks, invece dei "soliti" due o tre. Lo rende noto la Collaborazione Lhcb, che spiega come la collaborazione LHCb ha pubblicato di recente sul sito open access arXiv.org lo studio che descrive questi risultati.

Collisioni a energia record al Cern, si esplora un mondo finora sconosciuto

 E' cominciata al Cern di Ginevra, grazie all'acceleratore di particelle Lhc, la 'rivoluzione' della fisica, con le prime collisioni di particelle all'energia record di 13 TeV. Diventa possibile osservare un mondo di fenomeni completamente nuovi, che la fisica tradizionale finora non era in grado di descrivere.

Il modello a quark prevede infatti anche l'esistenza di altri stati aggregati di quark, come il pentaquark (osservato per la prima volta l'anno scorso sempre da LHCb) e di tetraquarks, composti cioè da quattro di questi constituenti fondamentali. Ma fino ad ora, nonostante una ricerca serrata durata mezzo secolo, spiega Unife, non era mai stata portata nessuna prova conclusiva dell'esistenza di queste particelle cosiddette "esotiche", proprio per la loro struttura peculiare.

L'osservazione di queste particelle è molto difficile e avviene tramite la rivelazione dei loro "prodotti di decadimento", ossia di particelle che vivono sufficientemente a lungo da essere "visti" dal rivelatore di LHCb. La difficoltà principale consiste nel distinguere i decadimenti provenienti da queste particelle esotiche rispetto ad altri decadimenti simili che sono di molti ordini di grandezza più numerosi.

Tutti i segreti del Cern

La difficile selezione è possibile grazie all'elevato numero di collisioni fornite da LHC, alla elevatissima precisione dell'apparato sperimentale di LHCb e ad un efficiente sistema di selezione rapida (sia elettronico che via software), che permette di scartare in tempo reale la maggior parte degli eventi di fondo, facilitando quindi la successiva analisi dei dati. I gruppi italiani sono coinvolti in numerose attività all'interno della collaborazione LHCb, riguardanti sia la gestione della attuale presa dati (che finirà a fine 2018) che le attività di miglioramento e ottimizzazione previste per la futura presa dati ad alta luminosità, che inizierà nel 2020.