Per far progredire la conoscenza della fisica nucleare, ma anche della cosmologia, medicina e altre branche, i fisici danno la caccia a un gruppo di particelle inesplorato.
I ricercatori dell’Università dell’Indiana fanno parte di un’iniziativa quinquennale da 11,24 milioni di dollari del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti creata per risolvere questioni impegnative e complesse, fondamentali per far progredire la conoscenza della fisica nucleare.
Sul finire degli anni ’60 ci furono le prime conferme sperimentali che, come previsto teoricamene qualche anno prima, protoni e neutroni non sono le particelle fondamentali dei nuclei atomici.
Si scoprì che in realtà essi sono costituiti da terzetti di particelle puntiformi, i quark, tenuti insieme da particelle “collanti” chiamate gluoni (dall’inglese “glue” = colla).
I quark possono anche unirsi a coppie, formando particelle chiamate mesoni, che assieme aprotoni e neutroni compongono la famiglia degli adroni.
Ma teoricamente i quark si possono aggregare anche quattro alla volta, o cinque, oppure in coppie con caratteristiche diverse rispetto ai mesoni e tutte queste combinazioni rientrano nella cosiddetta famiglia degli adroni esotici.
Un gruppo in gran parte inesplorato di particelle subatomiche governate da regole che devono ancora essere scoperte.
Adam Szczepaniak, professore di fisica presso il Dipartimento di Fisica dell’IU Bloomington College of Arts and Sciences e direttore del Joint Physics Analysis Center, sta conducendo un progetto chiamato “ExoHad”, che esplora la fisica degli adroni esotici.
Ma a che serve indagare su ipotetiche particelle che non sappiamo nemmeno se possiamo rilevare? “Lo studio delle particelle atomiche può avere un grande impatto, aiutando a far progredire la comprensione dell’universo stesso. Avere una conoscenza approfondita della fisica nucleare può portare a progressi in molti campi, tra cui la medicina o la climatologia” ha detto Szczepaniak.
il progetto di Szczepaniak riunisce tre squadre: una che conduce esperimenti, una che sviluppa teorie e simulazioni numeriche e una che combinerà i risultati degli esperimenti con le previsioni dei calcoli.
L’approccio dei ricercatori sottolinea la necessità di strumenti comuni, per analizzare simultaneamente i dati sperimentali e la simulazione numerica.
Sperano che il loro approccio consenta una determinazione più robusta dello spettro delle risonanze esotiche degli adroni.
“Gli adroni esotici che la collaborazione spera di svelare dovrebbero contenere molti gluoni, che sono le particelle più misteriose conosciute in fisica”, ha detto Szczepaniak.
“Esistono solo in profondità all’interno dei nuclei atomici e sono responsabili di oltre il 95% della materia visibile nell’universo, ma come ciò accada è ancora un mistero”.
Image by Vincent Mathieu, JPAC
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