Gli scienziati del Cern hanno scoperto una nuova particella simile al protone, ma più pesante e rara

Assomiglia al protone, ma pesa 4 volte di più. Si tratta di una nuova particella recentemente scoperta dagli scienziati del laboratorio di fisica nucleare Cern, a Ginevra, e appena presentata all’annuale conferenza Rencontres de Moriond. Osservata grazie all’esperimento LHcb presso l’acceleratore Large Hadron Collider (Lhc) e chiamata Xi_cc+, la nuova particella è composta da due quark charm e un quark down. Ha, quindi, una struttura simile a quella del protone, ma è quattro volte più pesante, poiché invece di avere avere i due quark up del protone, presenta appunto due quark charm che ne quadruplicano la massa.

I quark

Le particelle come quella appena scoperta sono formare dai quark. Questi, come ricordano dal Cern, sono i mattoni fondamentali della materia, si differenziano in up, down, charm, strange, top e bottom, e si combinano in gruppi per formare mesoni e barioni, anche noti come adroni. Tuttavia, la maggior parte di questi è instabile e di breve durata, rendendo quindi la loro osservazione molto complessa: per produrli, infatti, è necessario far collidere particelle ad alta energia in una macchina come il Large Hadron Collider. “Questi adroni instabili decadono rapidamente, ma le particelle più stabili che vengono prodotte a seguito di questo decadimento possono essere rilevate e, di conseguenza, è possibile dedurre le proprietà della particella originale”, ricordano gli esperti.

La nuova particella

La nuova particella è l’ottantesimo nuovo adrone scoperto con questo approccio e il primo dopo che il rilevatore di Lhcb è stato aggiornato e potenziato. “Questa è la prima nuova particella identificata dopo gli interventi di miglioramento sul rivelatore Lhcb completati nel 2023”, ha commentato Vincenzo Vagnoni, ricercatore dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) che guida la collaborazione scientifica Lhcb. “Questa osservazione potrà contribuire a verificare i modelli teorici della cromodinamica quantistica, la teoria che descrive la forza forte che lega i quark non solo negli adroni ordinari, ma anche in adroni più esotici come tetraquark e pentaquark”. Stiamo aprendo, in sostanza, una nuova finestra su una forma di materia molto insolita. “Con il rivelatore Lhcb aggiornato, le cui prestazioni migliorate hanno aumentato significativamente la nostra sensibilità ai decadimenti adronici, è davvero l’inizio di una nuova era per questi studi”, ha aggiunto Ao Xu, ricercatore cinese della Scuola Normale Superiore associato all’Infn.