Il Pentaquark: trovata la particella ricercata da oltre mezzo secolo! (seconda parte)

(di Jessica Sabatelli) E’ stata un settimana intensa per la comunità scientifica.

Le particelle delle generazioni superiori hanno in genere massa più elevata, ma minore stabilità, il che le fa decadere in particelle di generazione inferiore attraverso l’interazione debole; solo i quark di prima generazione (up e down) esistono spontaneamente in natura.

I quark più pesanti, invece, si possono originare solo da collisioni ad alta energia, che si verificano in natura nei raggi cosmici o che vengono riprodotte artificialmente negli acceleratori di particelle e decadono rapidamente.

I “quark up e down”, ancora, si combinano tra loro in gruppi di 3 per formare i “barioni”, che comprendono i protoni e i neutroni, e in coppie quark-antiquark a formare i “mesoni”.

I “barioni” e i “mesoni” formano la famiglia degli “adroni”.

Da qui, parte la scoperta scientifica recentissima che conferma:

a) la non esistenza singola dei quark ma solo in gruppi di 2 o 3;

b) il fallimento degli esperimenti quando si parla di dimostrare la possibilità che esistano singoli quark.

Conferma e introduce una nuova realtà, ricercata da oltre mezzo secolo: i gruppi possono essere anche di 5, formando così il “pentaquark”.

Ma cos’è esattamente?

Abbiamo detto che la materia è formata da gruppi di 2 o 3 “quark”, e che negli anni Sessanta si teorizzò la composizione a 4 o 5. Oggi è stata confermata la tesi del penta-gruppo, dopo che il “Tetraquark” era stato confermato nel 2013. Certo, negli scorsi anni ci furono alcuni annunci mai confermati, nel quale si enfatizzava la scoperta di questa particella; tuttavia, il CERN è sicuro: il margine di errore, infatti, è nella categoria di “10 sigma”, cioè esiste 1 sola possibilità su 10 elevato alla 22ma potenza che si tratti di una fluttuazione statistica.

Secondo Luciano Maiani, scienziato italiano che ha dedicato la sua vita allo studio dei “quark”: <<la scoperta attuale permette di conoscere meglio la struttura della materia, in particolare la «forza forte» che tiene unite le particelle nel nucleo degli atomi. (…) Con il pentaquark speriamo di convincere il mondo della scienza dell’esistenza di una nuova serie di particelle sub-nucleari, che ci daranno informazioni cruciali sulle misteriose interazioni forti>>.

E pensare che questa incredibile scoperta à avvenuta “per caso”: <<Non stavamo cercando proprio il pentaquark. (…) Ci siamo un po’ inciampati sopra>>, ammette candidamente Patrick Koppenburg, coordinatore di fisica dell’Lhc.

Non resta che aspettare i risvolti scientifici e assistere alla straordinaria evoluzione della fisica quantistica.

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