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“Four quarks for Muster Mark!”, ovvero: tracce di Joyce nel Modello Standard

Mentre ancora non si placa l’ondata di euforia per il Modello Standard con la scoperta effettiva del bosone di Higgs, arriva il possibile annuncio di una particella composta da quattro quark. “Four quarks for Muster Mark!” (come insegnava James Joyce in Finnegan’s Wake).

 

Il detector Belle, un apparecchio di dimensioni contenute che si trova al punto d'incontro tra elettroni e positroni nell'acceleratore di particelle KEKB, in Giappone. Fonte: nobelprize.org

 

La frase originale di Joyce era naturalmente con Three Quarks (per i più curiosi la Wikipedia ha un interessante approfondimento), ma vorrei segnalarvi come pillola questa interessante notizia: a quanto pare, dalla rilettura dei dati di alcuni acceleratori di particelle non ci si raccapezza di alcuni eventi di decadimento che suggeriscono l’esistenza (seppure per brevissimi periodi di tempo – direi come al solito) per un affare composto da quattro quark. Un affare che assomiglia di più a un bound state (letteralmente, stato legato) che non ad un accrocchio tra due mesoni.

Difficile? Ma no, suvvia. Non bisogna andare lontano per immaginare un bound state: pensate ad esempio ad un atomo di idrogeno, in cui elettrone e protone sono uniti in matrimonio dal campo elettromagnetico. Similmente potete immaginare il bound state che forma il positronio, il fantastico connubio di elettrone e positrone. Se non considerate, naturalmente, che per la probabilità non zero delle due particelle di trovarsi l’una nell’altra è una cosa abbastanza deleteria per elettrone e positrone, che trattandosi di rispettive antiparticelle decidono prematuramente di farla finita. “Prematuramente” è naturalmente un punto di vista tipicamente umano, prima di incontrare l’annichilazione le due particelle sono libere di viaggiarsela parecchio, ed  è proprio questo parecchio che ci rende a pieno titolo autorizzati di parlare di qualcosa che si può saggiare, toccare ed investigare piuttosto di una casualità di compresenza nello stesso istante.

Un mesone è invece un bound state tra due quark (un quark ed un antiquark). Dato che i mesoni sono milioni di milioni (sono molti ma non così tanti, è solo per fare la rima e per fare lo sciocco), i fisici si sono chiesti se questo tetraquark non fosse semplicemente un bound state tra due mesoni (ecco perchè tutto questo discorso!), un po’ come un nucleo di deuterio è un bound state tra un protone ed un neutrone (rispettivamente composti da tre quark ognuno*).

In realtà, a quanto pare, no.

Vi terrò informati!

Piermatteo


Nota a piè pagina.

* In realtà, NO. Però, per non farla difficile, sono tre i quark che definiscono le proprietà dell’intero bound state (sia per il protone che per il neutrone),  e per questa caratteristica prendono il nome di valence quarks, ossia “quark di valenza”. Lo stesso discorso applicasi ai mesoni, e con ogni probabilità anche al putativo “tetraquark”.

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Scritto da Piermatteo Barambani Pubblicato il 26 giugno 2013

 

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