Giorgia's Notebook

E’ stata chiamata Ds (2317) la particella subatomica scoperta da un gruppo di fisici italiani, in grado di mettere in discussione le teorie che spiegano la formazione e la stabilità della materia

E’ stata chiamata Ds (2317) la particella subatomica scoperta da un gruppo di fisici italiani, in grado di mettere in discussione le teorie che spiegano la formazione e la stabilità della materia. L’annuncio della sua scoperta è stato dato proprio in questi giorni allo Stanford Linear Accelerator Center, in California. Qui si trova il rivelatore BaBar, utilizzato da Marcello Giorgi, dell’Università di Pisa e dal suo gruppo, per collezionare le tracce prodotte dalla collisione di elettroni ad alta energia contro particelle analoghe, ma di antimateria. Esaminando i dati relativi ad un periodo di osservazione durato tre anni, Giorgi è riuscito a trovare la prova certa della breve esistenza di una particella che, come ha dichiarato lo stesso ricercatore, presenta delle caratteristiche non previste dalle attuali teorie. Il motivo che ha scatenato l’interesse della comunità scientifica non è, infatti, la scoperta di un nuovo elemento che si aggiunge al già lungo elenco delle particelle subatomiche, ma l’aver costatato come la massa di Ds (2317), abbia un valore sensibilmente minore rispetto alle previsioni teoriche. Il peso della nuova particella è stato fissato con un’ottima precisione pari a 2.317 mega electron volts, in accordo con Einstein i fisici utilizzano la stessa unità di misura sia per l’energia che per la massa, ed equivale a circa due volte e mezza quella del protone. La particella è formata, come i più familiari protoni e neutroni, di quarks, ma, in questo caso, essi hanno una distribuzione piuttosto particolare. Anni di ricerche condotte nella fisica delle alte energie hanno permesso di identificare sei diversi tipi di quark e le corrispettive anti particelle. Per identificarli, gli scienziati si servono di nomi senza dubbio efficaci: Up, Down, Charm, Strange, Top e Bottom. I quarks più leggeri e anche quelli più comuni sono l’up e il down; proprio loro infatti, riuniti in diverse triplette, formano i protoni e i neutroni che ritroviamo nella materia che ci circonda. Nella Ds (2317) i quarks riuniti insieme sono solo due e quindi secondo la classificazione degli scienziati, la nuova particella appartiene alla famiglia dei mesoni. Questo particolare mesone può essere rappresentato secondo le prime analisi come una specie di atomo formato da un antiquark più leggero, l’antiquark “Strange” in orbita attorno al quark più pesante “Charm”, formando una combinazione mai vista sino ad ora. Come spesso accade nel mondo della ricerca scientifica la scoperta è avvenuta quasi per caso, durante un lavoro orientato verso un obiettivo completamente diverso. Il gruppo di Giorgi, infatti, ha scoperto una particella formata dal quark Charm nel corso di un esperimento pensato per dimostrare le differenze tra materia e antimateria utilizzando il quark Bottom. I quark Strange e Charm, i più pesanti della famiglia, per formarsi richiedono grandi energie. Energie che potevano essere presenti nell’Universo primordiale, subito dopo il Big Bang iniziale, e che oggi vengono ricreate nei grandi acceleratori di particelle o nella collisione dei raggi cosmici con gli atomi che formano l’atmosfera terrestre. Grazie allo studio di strutture come la Ds (2317) potrebbero giungere importanti indicazioni sulla forza che permette l’esistenza dei nuclei atomici: la “forza forte”. Lo studio di questo particolare tipo d’interazione, fino ad oggi, è stato effettuato avvalendosi solo delle indicazioni ricavate dai quarks più leggeri, ma le conclusioni così ottenute potrebbero rivelarsi imprecise nel caso dei quarks più pesanti e da qui le discrepanze rilevate nel valore della massa di Ds (2317).