I successi continuano ad arrivare dal Fermi National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia. Finora questo mese, il laboratorio ha annunciato la scoperta di un raro singolo quark top, e quindi ha ridotto il divario - due volte, in realtà - per la massa della sfuggente particella di Bosone di Higgs, o "particella di Dio", che si pensava potesse dare a tutte le altre particelle la loro massa.
Ora, gli scienziati hanno rilevato una nuova particella completamente non teorizzata che sfida ciò che i fisici pensavano di sapere su come i quark si combinano per formare la materia. Lo chiamano Y (4140), riflettendo la sua massa misurata di 4140 Mega-elettroni volt.
"Deve cercare di dirci qualcosa", ha detto Jacobo Konigsberg dell'Università della Florida, portavoce del team di rilevatori di collettori di Fermilab. "Finora, non siamo sicuri di cosa si tratti, ma siamo certi che continueremo ad ascoltare".
La materia come la conosciamo comprende blocchi chiamati quark. I quark si uniscono in vari modi ben consolidati per costruire altre particelle: mesoni, fatti di una coppia quark-antiquark, e barioni, fatti di tre quark.
Ma recentemente, i collider elettrone-positrone dello SLAC National Accelerator Laboratory di Stanford e il laboratorio giapponese KEK hanno rivelato esempi di strutture composte di quark - chiamateX eYparticelle - che non sono i soliti mesoni e barioni. E ora, la collaborazione di Collider Detector presso Fermilab (CDF) ha trovato prove per la particella Y (4140).
La particella Y (4140) decade in una coppia di altre particelle, la J / psi e la phi, suggerendo ai fisici che potrebbe essere una composizione di quark di fascino e anticharm. Tuttavia, le caratteristiche di questo decadimento non corrispondono alle aspettative convenzionali per un simile trucco. Altre possibili interpretazioni oltre una semplice struttura quark-antiquark sono particelle ibride che contengono anche gluoni, o anche combinazioni di quattro quark.
Gli scienziati di Fermilab hanno osservato particelle di Y (4140) nel decadimento di una particella molto più comunemente prodotta contenente un quark inferiore, chiamato mesone B +. Passando al setaccio trilioni di collisioni protone-antiprotone del Tevatron di Fermilab, hanno identificato un piccolo campionamento di mesoni B + che è decaduto in uno schema inaspettato. Ulteriori analisi hanno mostrato che i mesoni B + stavano decadendo in Y (4140).
La particella Y (4140) è il nuovo membro di una famiglia di particelle con caratteristiche insolite simili osservate negli ultimi anni dagli sperimentatori del Tevatron di Fermilab, del KEK e del laboratorio SLAC, che opera a Stanford attraverso una partnership con gli Stati Uniti Dipartimento dell'Energia.
"Ci congratuliamo con CDF per le prime prove di un nuovo inaspettato stato Y che decade in J / psi e phi", ha detto il fisico giapponese Masanori Yamauchi, portavoce del KEK. “Questo stato potrebbe essere correlato allo stato Y (3940) scoperto da Belle e potrebbe essere un altro esempio di un adrone esotico contenente quark di fascino. Cercheremo di confermare questo stato nei nostri dati Belle. "
I fisici teorici stanno cercando di decodificare la vera natura di queste esotiche combinazioni di quark che esulano dalla nostra attuale comprensione di mesoni e barioni. Nel frattempo, gli sperimentatori continuano felicemente a cercare più particelle del genere.
"Stiamo costruendo sulla nostra conoscenza pezzo per pezzo", ha detto il portavoce di Fermilab Rob Roser, "e con abbastanza pezzi, capiremo come questo puzzle si adatta insieme."
L'osservazione Y (4140) è l'oggetto di un articolo presentato da CDF a Lettere di revisione fisica questa settimana. Oltre all'annuncio di Y (4140), la collaborazione sull'esperimento CDF sta presentando più di 40 nuovi risultati alla conferenza di Moriond sulla cromodinamica quantistica in Europa questa settimana, inclusa la scoperta della produzione di top-quark electroweak e un nuovo limite sul bosone di Higgs, in concerto con sperimentatori della collaborazione DZero di Fermilab.
Fonte: Fermilab
