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2 Maggio 2012

Nuova particella scoperta all’LHC di Ginevra: il barione Xi(b)

I ricercatori del CERN di Ginevra confermano la scoperta di una nuova particella subatomica: il barione Xi(b).

A differenza del bosone di Higgs, la scoperta del barione Xi(b) sebbene non risolva tutti i misteri più profondi lasciati ancora in sospeso dal Modello Standard, ne conferma le ipotesi fondamentali per quanto riguarda il legame dei quark. Gli avvistamenti del suo stato eccitato sono un altro passo importante per il Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra.

La famiglia dei barioni comprende particelle costituite da tre quark. Questi ultimi, i quark, si differenziano a loro volta in sei tipologie dotate di masse e cariche diverse. Ad esempio, i due quark più leggeri, “up” e “down“, formano i protoni e i neutroni che costituiscono il nucleo atomico. Tutti i barioni che sono costituiti da i tre quark più leggeri (i quark “up“, “down” e “strange“) sono noti, mentre fino ad oggi, solo pochi barioni costituiti dai quark più pesanti sono stati osservati; essi possono essere generati solo artificialmente negli acceleratori di particelle, in quanto sono molto instabili. La particella Xi(b) è composta da un quark “up“, uno “strange” e un “bottom“, è elettricamente neutra ed ha uno spin pari a 3/2.

Il barione Xi(b), è quindi un conglomerato di quark, già visto in precedenza dall’ormai defunto collisore Tevatron al Fermilab di Batavia, Illinois, ma solo nel suo stato di energia più basso. La teoria prevede che la particella possieda stati energetici più elevati che decadono rapidamente in uno zoo di particelle di massa inferiore come muoni, pioni e protoni. Molto difficili da individuare fra i detriti di particelle prodotti dall’LHC, ma utili per confermare la presenza degli stati eccitati.

Il risultato ottenuto dal team del CMS, uno dei due principali rivelatori dell’LHC, ha una significatività statistica maggiore di 5 sigma, ciò significa che la possibilità che si tratti soltanto di un colpo di fortuna è meno di 1 su un milione.  “Si riempie un altro piccolo buco dove c’era un ‘non è stato ancora visto’ nel disegno delle cose previste” afferma Nicholas Hadley, professore dell’Università del Maryland, attualmente impegnato nell’esperimento CMS.

La notizia è contenuta in un articolo da poco inviato alla rivista Physical Review Letters ed è firmato dai fisici Claude Amsler, Vincenzo Chiochia e Ernest Aguiló , dell’Università di Zurigo.

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