Da Wired.it :
60 sono le particelle totali scoperte da Lhc 2009 a oggi. Le nuove 4 appena individuate sono tetraquark, formate da 4 quark, una categoria di particelle identificata in anni molto recenti. Cosa sappiamo sui nuovi tetraquark
Il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra non smette di sorprenderci. Oggi il grande acceleratore di particelle annuncia di averne scoperte altre 4, allungando la lista delle nuove individuate dal 2009 a oggi, che sale a 59 nuove escluso il bosone di Higgs. Le 4 nuove particelle sono probabilmente dei tetraquark, ovvero particelle subatomiche – non elementari – composte da 4 particelle elementari dette quark. Il risultato è importante perché i tetraquark sono stati introdotti nei modelli fisici e osservati soltanto in anni molto recenti, mentre la teoria classica descrive soltanto particelle composte da 2 o 3 quark. Cosa sappiamo delle nuove e di tutte le particelle scoperte dall’Lhc al Cern.
Lhc: dal bosone di Higgs alle altre particelle
Dal 2009, quando è partito Lhc (in realtà era entrato in funzione nel 2008 ma poi subito bloccato per un inconveniente tecnico), il grande collisore ha individuato ben 60 particelle, se includiamo anche le ultime 4 appena scoperte. Fra queste la più popolare – e importante, per il ruolo che riveste rispetto alla struttura della materia – è sicuramente il bosone di Higgs, scoperto nel 2012 e vincitore (o meglio i suoi teorizzatori lo sono) del premio Nobel per la fisica nel 2013. Ma negli anni successivi Lhc ha identificato molte altre candidate, quasi tutte composte (non elementari) dette adroni, composte da quark.
Nuove particelle fuori dagli standard
Gli adroni sono formati da quark o da quark e antiquark. Il modello a quark del 1964 di Murray Gell-Mann and George Zweig, descrive per la prima volta gli adroni, divisi a loro volta in due sottogruppi, di cui uno composto da 3 quark o da 3 antiquark, e l’altro soltanto da un quark insieme a un antiquark. Per citare due esempi noti a tanti, anche il protone e il neutrone sono adroni: entrambi sono formati da 3 quark. Particelle con altre strutture, diverse dai 2 o 3 quark, non erano descritte nel modello a quark. Tuttavia, nei primi anni 2000 i fisici hanno iniziato a studiare e rilevare la possibile presenza di particelle differenti, fra cui anche candidate con un maggior numero di quark, che da quel momento sono state chiamate esotiche (o anche adroni esotici). Delle 60 particelle scoperte dall’Lhc, 59 sono adroni e la 60a è il bosone di Higgs (che invece è una particella elementare). Ecco una mappa dei 59 adroni.
I nuovi tetraquark
Di questo gruppo fanno parte anche le 4 particelle scoperte oggi, 4 tetraquark. Non è in assoluto la prima volta che l’Lhc di Ginevra scopre particelle composte da quattro o più quark: nel 2015 l’esperimento Lhcb dell’Lhc ha osservato per la prima volta un pentaquark. Ma una delle prime prove della possibile esistenza del tetraquark arriva nel 2003 ad opera dell’esperimento Belle dell’High Energy Accelerator Research Organization (Kek) in Giappone. Una prova successiva è del 2007 sempre da Belle, il cui tetraquark osservato viene poi confermato nel 2014 – e denominato Z(4430).
Il mistero della conformazione
Attualmente una delle questioni irrisolte sui tetraquark riguarda la disposizione della loro struttura. Sappiamo che sono formati da 4 quark ma non conosciamo quanto sia stretto il legame di questi componenti. Secondo alcuni fisici si può pensare il tetraquark come un oggetto compatto, come il protone o il neutrone. Un’altra ipotesi li rappresenta con una struttura composta da 2 stati molecolari, ciascuno fatto di 2 quark, e legati non in maniera stretta.
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