Gli «OmegaC» mattoni dell’energia

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Le nuove particelle elementari appartengono alla famiglia dei barioni, la stessa dei protoni e dei neutroni che costituiscono il nucleo dell’atomo. I due scienziati pugliesi si sono accorti della loro esistenza notando la scia lasciata da queste particelle che viaggiano a una velocità prossima a quella della luce e sono quindi impossibili da vedere

Cinque particelle subatomiche che si legano come mattoncini di lego, sono le «OmegaC», scoperte tutte insieme in un colpo solo dai ricercatori pugliesi Antimo Palano e Marco Pappagallo e rappresentano forse le chiavi che permetteranno alla fisica di aprire nuove porte nel mondo della forza nucleare forte, la più grande presente in natura: quella che tiene unita la materia, regola le reazioni del sole, fa bruciare le stelle e in futuro potrebbe consentire l’uso di nuove fonti di energia.
La presentazione ufficiale della scoperta è avvenuta oggi presso la sede della Regione Puglia, dopo che da quasi 24 ore la notizia aveva già fatto il giro del mondo. Due le eccezionalità di questa scoperta: nella simultanea identificazione di cinque particelle diverse e nel verificare che ciò che lega queste particelle non è poi una energia così instabile come si credeva.
«Le OmegaC sono particelle “eccitate” – spiega Pappagallo – formate da tre quark, appartengono alla famiglia dei barioni, in pratica particelle “cugine” di protoni e neutroni che compongono l’atomo». «In fisica le diverse combinazioni di quark si chiamano “eccitazioni”, immaginiamo i quark come fossero questi lego, ecco tre mattoncini uno incastrato sull’altro sono stabili. Tre in verticale uno sull’altro sono invece instabili. Dal punto di vista teorico gli stati “eccitati” sono instabili e dunque vivono di meno. E invece la nostra ricerca ci ha messo di fronte ad una situazione inedita: non solo cinque nuove particelle subnucleari in un solo colpo, ma longeve più di ogni aspettativa. Oggi non si riesce a capire perché riescano a vivere così tanto, ma sarà sicuramente oggetto di prossimi studi».
«È un risultato importante – spiega Palano – che dimostra ancora una volta l’eccellenza della ricerca italiana. Non era mai accaduto nella storia della fisica che cinque nuove particelle fossero scoperte simultaneamente e ora questa scoperta apre scenari ancora tutti da investigare».
La scoperta dei due ricercatori è frutto di una collaborazione internazionale tra 769 fisici e 69 università e laboratori di tutto il mondo. Le particelle sono state scoperte analizzando i dati raccolti dal 2011 al 2015 da Lhcb, uno dei quattro grandi esperimenti in corso all’acceleratore Lhc del Cern di Ginevra. Data la velocità delle particelle subatomiche, quasi pari a quella della luce, gli scienziati le studiano attraverso le scie che rilasciano, cercando di calcolarne l’energia.
«La forza che lega insieme i quark è la forza nucleare forte: la più grande esistente in natura, quella che fa bruciare le stelle e che regola le reazioni del sole – spiega Palano -. Questa forza è molto complessa e difficile da calcolare serviranno anni ancora di ricerca, anche per questo il lavoro di squadra è indispensabile».
Le nuove particelle elementari appartengono alla famiglia dei barioni, la stessa dei protoni e dei neutroni che costituiscono il nucleo dell’atomo. I due scienziati si sono accorti della loro esistenza notando la scia lasciata da queste particelle che viaggiano a una velocità prossima a quella della luce e sono quindi impossibili da vedere. Palano e Pappagallo sono giunti alle loro conclusioni lavorando insieme ai dati raccolti in circa 15 anni con l’esperimento Lhcb, uno dei quattro condotti con l’acceleratore Lhc del Cern di Ginevra, dove è stato scoperto anche il bosone di Higgs. Ma, a differenza di quest’ultimo che fu teorizzato 40 anni prima della sua scoperta, le OmegaC non erano previste: sono state osservate e ora di loro dovrà occuparsi la fisica teorica. In particolare spiegando come mai sono così longeve, ovvero per quale motivo pur essendo eccitate, cioè trovandosi in differenti combinazioni di quark che sono i mattoni che le compongono, restano aggregate a lungo prima di decadere e disintegrarsi in altre particelle.
Il professor Antimo Palano, brindisino di Oria è uno degli scienziati italiani più conosciuti a livello internazionale, da oltre 20 anni collabora con i laboratori di Slac alla Stanford University in California. Il dottor Marco Pappagallo invece è uno dei tanti cervelli italiani in fuga che sono riusciti a tornare grazie ad una borsa di studio della durata di tre anni messa a disposizione dalla Regione Puglia. Un ricercatore precario che faremo bene a tenerci stretto.