Maggio 28, 2024

TeleAlessandria

Informazioni sull'Italia. Seleziona gli argomenti di cui vuoi saperne di più

Le particelle sono fatte interamente di forza

Le particelle sono fatte interamente di forza
Illustrazione della collisione di particelle. Credito: creato dall’intelligenza artificiale.

Il Modello Standard della fisica delle particelle è la teoria fondamentale che riassume elegantemente la nostra comprensione delle forze e delle particelle fondamentali che compongono l’universo. Consideratela come una sorta di tavola periodica della fisica delle particelle. Questo modello classifica tutte le particelle subatomiche conosciute, inclusi sei tipi di quark, sei tipi di leptoni (come l’elettrone) e particelle portatrici di forza come i fotoni per l’elettromagnetismo, i gluoni per la forza forte e i bosoni W e Z per la forza debole. forza. .

Protoni e neutroni non fanno parte del Modello Standard perché sono particelle più grandi costituite da quark. Tutte le particelle più grandi e tutta la materia sono costituite solo da quark e leptoni.

Tra le tante particelle previste dal Modello Standard, ce ne sono alcune esotiche che non sono state ancora confermate. Ciò include le “sfere di colla”, ovvero fasci di particelle costituiti interamente da gluoni, che sono le particelle che trasmettono la forza forte. In altre parole, una pallina di colla è una particella composta interamente di forza. Fan di Star Wars, rallegratevi!

Non lasciarti ingannare dal nome sciocco. Globalz Molto interessante e, nonostante la sua natura sfuggente, molti fisici delle particelle sono convinti che esista davvero. Recentemente, decenni di lavoro al Particle Collider di Pechino potrebbero aver finalmente trovato la prima prova dell’esistenza di una palla di colla, una nuova particella chiamata X(2370) che decade da un particolare tipo di mesone, noto come J/ψ.

Una palla fatta di potere

Rivelatore spettrometro di Pechino (immagine dalla cooperazione BESIII)
Rivelatore dello spettrometro di Pechino. Credito: Collaborazione BESIII.

La differenza principale tra le palline di colla e le altre molecole risiede nella loro struttura e nelle interazioni coinvolte. Negli adroni tipici, come protoni e neutroni, i gluoni agiscono come il “collante” che media la forza forte tra i quark. Al contrario, le sfere di colla sono stati di gluoni puri, che sono essenzialmente gruppi di gluoni legati insieme. Questa autointerazione è una caratteristica unica che deriva dalla capacità dei gluoni di interagire tra loro, a differenza di altri vettori di forza come i fotoni nell’elettromagnetismo.

READ  Lo studio indica che il nucleo interno della Terra potrebbe aver smesso di ruotare e potrebbe invertirsi

Rilevare e studiare le sfere di colla è difficile perché ci si aspetta che si mescolino con altre particelle contenenti quark e decadano in particelle più familiari, rendendole sfuggenti nelle osservazioni sperimentali.

Da quando è stato messo online per la prima volta nel 2008, il Beijing Spectrometer III – un esperimento di rilevamento di particelle situato presso l’Electron-Positron Collider di Pechino – ha registrato 10 miliardi di eventi di forma di particelle J/ψ. Queste sono alcune delle particelle più instabili esistenti, che esistono per un breve momento prima di decadere in qualcos’altro, inclusa la particella X(2370) recentemente identificata.

X(2370) presenta proprietà interessanti che sono coerenti con quelle attese da una pallina di colla. Non mostra alcuna carica elettrica, nessuna valenza dispari e una massa compresa nell’intervallo previsto per lo stato globulare più leggero. I risultati sono anche straordinariamente coerenti con le previsioni della cromodinamica quantistica (QCD), un metodo computazionale che solo di recente è sufficientemente maturo per prevedere tali particelle esotiche con elevata precisione.

Secondo i ricercatori cinesi, la significatività statistica dei risultati è superiore a 5 sigma. Ciò significa che c’è solo una probabilità dello 0,00006% che la lettura sia un’anomalia statistica casuale.

Un'illustrazione di come si è formata questa nuova particella
Il mesone J/ψ può decadere in un fotone e un gluone. Questi due gluoni possono quindi combinarsi per formare temporaneamente una particella X(2370). Credito: lettere di revisione fisica.

Sono necessari ulteriori studi

Nonostante questi risultati promettenti, ci sono ancora motivi di cautela. Il tasso di produzione e i rapporti di ramificazione di X(2370) non corrispondono esattamente alle aspettative iniziali. È possibile che questa particella rappresenti un altro stato esotico, come un tetraquark, piuttosto che una vera palla di colla, come ha notato in un articolo il fisico e giornalista scientifico Ethan Siegel. Grande pensiero condizione.

READ  Un nuovo studio scuote le teorie ambientali

“Tuttavia, con centinaia di migliaia di particelle composite che devono esistere, ma che non sono mai state viste prima, c’è ancora molto lavoro da fare per determinare la natura completa del Lancio natura, allora c’è qualcosa di nuovo che non va nel Modello Standard: “Se esistono le sfere di colla, X(2370) potrebbe essere il primo oggetto scoperto per l’umanità”, ha scritto Siegel.

I nuovi risultati sono apparsi in Lettere di revisione fisica.

Grazie per il tuo feedback!