Il toponio, una particella subatomica che fino a poco tempo fa era confinata solamente alla teoria, esiste. A confermarlo ĆØ stata una nuova misurazione effettuata dall’esperimento Cms (Compact Muon Solenoid) presso il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra, che si ĆØ dimostrata coerente appunto con l’esistenza del toponio, la particella composta piĆ¹ massiccia mai osservata, l’unione momentanea di un quark top e del suo antiquark. Questo risultato, presentato la settimana scorsa alla conferenza Rencontres de Moriond, un appuntamento accademico di diffusione dei risultati di ricerche nel mondo della fisica, rafforza quindi l’osservazione dello scorso anno secondo cui i quark top potrebbero effettivamente accoppiarsi brevemente con le loro controparti di antimateria.
Le cose da sapere
La materia
La maggior parte della materia, ricordiamo brevemente, ĆØ composta da atomi, nei quali gli elettroni sono legati ai protoni tramite la forza elettromagnetica. I protoni, tuttavia, non sono particelle elementari, ma appartengono a una famiglia di particelle subatomiche chiamate adroni (suddivisi in barioni e mesoni), a loro volta formati dai quark (che si differenziano in up, down, charm, strange, top e bottom), legati tra loro tramite la forza nucleare forte.
Tra questi, le piĆ¹ semplici sono le coppie di un quark con il proprio antiquark. Da decenni questi stati sono noti per ogni tipo di quark tranne il piĆ¹ sfuggente: il quark top, la particella elementare piĆ¹ pesante e dalla vita piĆ¹ breve conosciuta, scoperta per la prima volta piĆ¹ di 30 anni fa dall’acceleratore Tevatron vicino a Chicago.
Il quark top
La comunitĆ scientifica, infatti, ha a lungo ipotizzato che il quark top decadesse troppo rapidamente per formare stati legati. Nonostante, infatti, gli esperimenti al Large Handron Collider siano riusciti a misurare l’entanglement quantistico tra quark top e antiquark, anche quando prodotto insieme al suo antiquark, il quark top decade prima che si possa formare uno stato legato. Tuttavia, le centinaia di milioni di coppie quark top-antiquark prodotte dal Lhc hanno fornito un insieme di dati cosƬ enorme che anche i fenomeni piĆ¹ rari hanno lasciato una traccia rilevabile.
Il toponio, la particella composta piĆ¹ massiccia
In questa ultima misurazione, i ricercatori sono riusciti a fornire, grazie a una nuova tecnica assistita dall’intelligenza artificiale, ulteriori prove dell’esistenza del toponio, la particella subatomica in cui il quark top e la sua controparte si legano fugacemente, completando cosƬ la famiglia di stati quark-antiquark legati dalla forza nucleare forte.
“Il toponio ĆØ piĆ¹ pesante del nucleo atomico piĆ¹ pesante conosciuto, l’oganesson, il che lo rende lo stato legato piĆ¹ massiccio mai osservato”, ha commentato Regina Demina, responsabile del gruppo Cma presso l’UniversitĆ di Rochester. E ha aggiunto: “La sua scoperta approfondisce la nostra comprensione della forza nucleare forte e della sua capacitĆ di legare i costituenti fondamentali della materiaā.
