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Fisica nucleare: uno “strano” risultato di LHC apre nuovi scenari per lo studio della materia

Fisica nucleare: uno “strano” risultato di LHC apre nuovi scenari per lo studio della materia

Un inatteso risultato scientifico ottenuto al Large Hadron Collider (LHC) —  il potente acceleratore di particelle del CERN situato al confine tra Svizzera e Francia —  schiude nuove prospettive per lo studio della materia primordiale. 

Ricercatori dell’esperimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment) — progettato per studiare collisioni di ioni pesanti —  hanno osservato per la prima volta nelle collisioni tra protoni un aumento nella produzione di particelle cosiddette strane. Un fenomeno, questo, distintivo del plasma di quark e gluoni: stato della materia primordiale, molto caldo e denso, esistito pochi milionesimi di secondo dopo il Big Bang. 

Allo studio - pubblicato recentemente sulla rivista Nature Physics - ha fornito un contributo decisivo il nostro Paese, che vede alla guida della collaborazione internazionale ALICE Federico Antinori, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). I ricercatori sono giunti al risultato basandosi sui dati delle collisioni con protoni prodotti nell’ambito dell’esperimento ALICE durante il “Run 1”, il primo ciclo operativo di LHC all’energia di 7 Teraelettronvolt. 

L’osservazione effettuata dai ricercatori è inattesa in quanto finora l’aumentata produzione di particelle strane era stata osservata solamente nelle collisioni tra nuclei pesanti, e non si pensava potesse essere ritrovata anche nelle collisioni tra protoni. I modelli  esistenti non prevedono, infatti, l’aumento di particelle strane in questi eventi. 

“Siamo entusiasti di questa scoperta”, ha commentato il risultato Federico Antinori, dell’INFN, proseguendo: “Stiamo ancora imparando molto su questo stato estremo della materia, essere in grado di isolare fenomeni analoghi a quelli osservati nel plasma di quark e gluoni in un sistema più piccolo e più semplice, come la collisione tra due protoni, apre una nuova dimensione per lo studio delle proprietà di questo stato primordiale della materia da cui il nostro universo è emerso”.

In particolare, nelle collisioni protone-protone sono stati osservati adroni strani: particelle chiamate così perché composte da uno o più quark dotati di una particolare proprietà denominata dai fisici “stranezza”. 

I nuovi risultati mostrano che il tasso di produzione degli adroni strani aumenta con la ‘molteplicità’ — data dal numero di particelle prodotte in una collisione — più velocemente di quanto accade per le altre specie di particelle generate nella stessa collisione. I dati mostrano anche che maggiore è il numero di quark strani contenuti nell’adrone prodotto, maggiore è l'aumento della sua velocità di produzione.

Data pubblicazione 16/05/2017
Fonte Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Tag Scienze fisiche e ingegneria
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