LHCb conferma l’esistenza di adroni esotici
La collaborazione Large Hadron Collider beauty (LHCb) ha annunciato oggi la prima conferma sperimentale dell'esistenza di adroni esotici, un tipo di materia che, attualmente, non è annoverata nel tradizionale modello a quark
Gli adroni sono particelle subatomiche soggette all’interazione forte, la forza che lega i protoni all’interno dei nuclei degli atomi. Sappiamo già dal 1960 che esiste un sottoinsieme di adroni, i mesoni, che è formato da coppie di quark-antiquark, mentre il resto dei barioni sono costituiti da tre quark.
Dettaglio di LHCb. (Credit: Anna Pantelia/CERN).
I barioni più noti sono i protoni e i neutroni, che costituiscono la maggior parte della massa della materia visibile nell’universo (l’altro componente maggiore degli atomi, l’elettrone, ha massa circa 1800 volte inferiore). Insieme ai mesoni (particelle composte di un quark e un antiquark) fanno parte della famiglia degli adroni, che comprende tutte le particelle formate da quark. Esistono ovviamente diverse particelle che non rientrano in questo modello di struttura degli adroni.
Ora la collaborazione LHCb ha pubblicato un’osservazione inequivocabile dell’esistenza di una particella esotica – Z (4430) – che non si adatta al modello a quark. La Collaborazione Belle aveva già riferito l’esistenza di Z (4430) in una pubblicazione del 2008. In quella occasione era stato registrato un picco nella distribuzione della massa delle particelle che derivano da decadimenti dei mesoni B. Belle ha successivamente confermato l’esistenza della Z (4430) con una significatività statistica di 5.2 sigma. LHCb comunica oggi una misurazione più dettagliata della particella Z (4430) che conferma non solo i risultati di Belle, ma che si tratta proprio di una particella, un adrone esotico. Per giungere a questo risultato il gruppo di ricerca ha analizzato più di 25.000 episodi di decadimento dei mesoni B, selezionando dati per oltre 180.000 miliardi di collisioni protone-protone nel Large Hadron Collider.
“Il segnale dell’esistenza della Z (4430) è travolgente, almeno 13.9 sigma, il che conferma l’esistenza di questo stato della materia”, commenta Pierluigi Campana, il portavoce di LHCb. “L’analisidi LHCb stabilisce la natura della struttura osservata, dimostrando che siamo davvero di fronte ad una particella, e non a qualche caratteristica speciale dei dati”.
Per saperne di più:
“Unambiguous observation of an exotic particle which cannot be classified within the traditional quark model” – la pagina di LHCb
“Major harvest of four-leaf clover” – Quantum Diaries il blog di Pauline Gagnon.
