I ricercatori del CERN, l'Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, hanno annunciato quest'oggi la storica scoperta di una nuova particella subatomica, il barione Xi (nome completo Xi cc ++), teorizzato da anni ma del quale soltanto adesso è stata dimostrata l'esistenza. Gli studiosi, che hanno presentato il proprio lavoro in occasione della conferenza della Società Europea di Fisica (EPS) sulla “High Energy Physics” in corso di svolgimento a Venezia, hanno ottenuto questo straordinario risultato grazie all'LHC (Large Hadron Collider), l'acceleratore di particelle più grande e potente al mondo situato a Ginevra.

Il barione Xi, rilevato in seno all'esperimento LHCb, deve la sua peculiarità alla presenza di un quark leggero e un doppio quark pesante (quark charm) nel suo ‘cuore', ovvero particelle elementari che giocano un ruolo nella cosiddetta ‘forza forte' o ‘interazione nucleare forte', una delle quattro interazioni fondamentali della fisica (le altre tre sono la nucleare debole, la gravitazionale e la elettromagnetica) che può aiutarci a capire in che modo la materia si mantiene salda e coesa. Ne rappresenta in pratica la sua ‘colla'.

È la prima volta che viene osservata una particella contenente due quark pesanti, tutti gli altri barioni che compongono la materia (come neutroni e protoni) ne hanno al massimo uno, accompagnati da altri due tipi. I barioni possiedono infatti sempre tre quark, dei quali ne esistono sei distinte tipologie. A causa del doppio ‘peso massimo', Xi ha una massa di circa 3621 MeV, che è quattro volte più pesante del protone. “Trovare una particella con due quark pesanti è di grande interesse perché può fornire uno strumento unico per approfondire la cromodinamica quantistica, la teoria che descrive l'interazione forte, una delle quattro forze fondamentali”, ha sottolineato il dottor Giovanni Passaleva, ricercatore presso l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e nuovo poravoce dell'esperimento LHCb.

I fisici impegnati nella ricerca ritengono che a differenza delle altre particelle, dove i tre quark compiono una curiosa ‘danza', nel barione Xi essi si comportino alla stregua di un vero e proprio sistema celeste, dove i due quark pesanti orbitano tra loro come in un sistema stellare binario – ad esempio quello di Mizar e Alcor – mentre il leggero si comporta da pianeta. I dettagli dello studio sono stati pubblicati in un documento del CERN e sono in via di pubblicazione sulla rivista scientifica specializzata Physical Review Letters.

[Immagine di Daniel Dominguez/CERN]