Scoperta di una nuova particella subatomica: c’è anche l’Università di Siena nel gruppo di ricerca internazionale
C’è anche l’Università di Siena nella scoperta recentemente annunciata di una nuova particella subatomica chiamata Odderone.
Tre anni fa, a circa 100 metri di profondità, nel tunnel circolare di 27 chilometri del Large Hadron Collider (LHC), al di sotto del confine tra Francia e Svizzera, i fisici sperimentali della Collaborazione Totem hanno trovato prove dell’esistenza dell’Odderone, uno stato elusivo di tre particelle fondamentali chiamate gluoni, teorizzato fin dagli anni ’70.
“Sebbene quei risultati furono sufficienti per mostrare indicazioni dell’esistenza dell’odderone – spiega Nicola Turini, ricercatore del dipartimento di Scienze fisiche, della Terra e dell’ambiente dell’Università di Siena, vice responsabile dell’esperimento e coordinatore del gruppo di ricerca locale – non lo erano per poter affermare di averlo osservato in via definitiva”.
Totem è una collaborazione di ricerca nata per eseguire misure di precisione sulla diffusione di protoni ad alta energia all’LHC del CERN di Ginevra.
“Il gluone spiega Turini – è la particella elementare responsabile della forza Forte che tiene i Quarks legati nei nuclei degli atomi. Un protone è, infatti, una particella composta da tre Quarks uniti insieme tramite i gluoni. La forza Forte per i nuclei è l’analogo della forza elettromagnetica per gli atomi: infatti, il nucleo lega a sè gli elettroni, neutri per la forza Forte, tramite lo scambio di fotoni, i responsabili appunto della forza elettromagnetica”.
“Già dal 1972 – prosegue Turini – alcuni teorici prevedevano che stati legati di almeno tre gluoni potessero essere in parte responsabili del fenomeno di diffusione elastica e una prima misura pubblicata nel 2018 ci indicava che questa particella composta da tre gluoni, detta Odderone dovesse esistere. Quindi il confronto con la diffusione tra protoni e antiprotoni, effettuata nel passato al Tevatron di Chicago, ci ha permesso di verificare ulteriormente e in maniera indipendente la prima misura e poter dichiarare l’osservazione dello stato a tre gluoni”.
“Già dal 1972 – prosegue Turini – alcuni teorici prevedevano che stati legati di almeno tre gluoni potessero essere in parte responsabili del fenomeno di diffusione elastica e una prima misura pubblicata nel 2018 ci indicava che questa particella composta da tre gluoni, detta Odderone dovesse esistere. Quindi il confronto con la diffusione tra protoni e antiprotoni, effettuata nel passato al Tevatron di Chicago, ci ha permesso di verificare ulteriormente e in maniera indipendente la prima misura e poter dichiarare l’osservazione dello stato a tre gluoni”.
Il risultato è stato osservato con gli acceleratori di particelle LHC del CERN, dove si trova l’esperimento TOTEM e Tevatron del Fermilab dove si trovava l’esperimento DØ.
“Questo risultato esplora le caratteristiche più profonde della teoria della cromodinamica quantistica – conclude Turini – in particolare il fatto che i gluoni interagiscono tra loro e che la carica di colore, responsabile delle interazioni forti, può essere schermata da un numero dispari di gluoni. Dimostrare l’esistenza dell’Odderone è stata una grande sfida sperimentale, che ha richiesto misurazioni dettagliate dei protoni nelle collisioni ad alta energia”.
“Questo risultato esplora le caratteristiche più profonde della teoria della cromodinamica quantistica – conclude Turini – in particolare il fatto che i gluoni interagiscono tra loro e che la carica di colore, responsabile delle interazioni forti, può essere schermata da un numero dispari di gluoni. Dimostrare l’esistenza dell’Odderone è stata una grande sfida sperimentale, che ha richiesto misurazioni dettagliate dei protoni nelle collisioni ad alta energia”.
S.L.
29 marzo 2021