Ipotesi della struttra del pentaquark

C’è una bella fetta fisici dell’Università  di Ferrara nell’eccezionale scoperta con firma italiana nel campo della struttura elementare della materia. LHCb, uno dei quattro grandi esperimenti del Large Hadron Collider LHC, il super-acceleratore del Cern di Ginevra, ha riportato stamani la scoperta di una classe di particelle esotiche note come pentaquark.

I quark sono i costituenti fondamentali della materia. In natura non si trovano quark liberi, ma solo “agglomerati” in stati di 2 o 3 quark. Ad esempio, i protoni e neutroni che costituiscono i nuclei degli atomi di cui siamo fatti sono composti da 3 quark. Il pentaquark osservato rappresenta la prima evidenza sperimentale di uno stato con 5 quark: questa non è soltanto una nuova particella mai osservata prima, ma anche un nuovo modo in cui i quark possono combinarsi tra loro, in uno schema mai osservato prima in oltre cinquant’anni di ricerche sperimentali.

La ricerca di questi nuovi agglomerati di quark dura da mezzo secolo e conta numerosi risultati che inizialmente erano sembrati positivi ma che successivamente, sottoposti a ulteriori verifiche, si sono rivelati invece inconcludenti. Ora, il risultato dell’esperimento LHCb è forte di un’analisi dei dati estremamente accurata e rigorosa, basata su un’elevatissima statistica, mai raggiunta prima, e su un’altissima precisione del rivelatore.

Ulteriori studi delle proprietà dei pentaquark permetteranno di comprendere meglio la natura della materia di cui siamo fatti noi e tutto ciò che ci circonda.

Da sinistra: Luciano Pappalardo, Luca Tomassetti, Roberto Calabrese, Eleonora Luppi e Massimiliano Fiorini

A questa scoperta ha contribuito un gruppo di fisici dell’Università  di Ferrara, costituito da Roberto Calabrese, Eleonora Luppi, Luca Tomassetti, Massimiliano Fiorini e Luciano Pappalardo. Al gruppo ferrarese della collaborazione LHCb appartengono anche i ricercatori della sezione di Ferrara dell’Infn Concezio Bozzi, Wander Baldini, Stefania Vecchi e Mirco Andreotti. Completano il gruppo tecnologi e tecnici dell’Università e dell’Infn e giovani dottorandi e assegnisti: lavorando con passione in un ambiente internazionale altamente competitivo hanno aumentato il proprio bagaglio di esperienza e conoscenza e hanno avuto modo di farsi apprezzare per le loro qualità.

Il gruppo ha avuto un ruolo importante nella costruzione del rivelatore dei muoni, fondamentale per il risultato ottenuto, ed è fortemente coinvolto nello sviluppo del nuovo rivelatore di luce Cherenkov che verrà utilizzato nella presa dati ad alta luminosità prevista per il 2018. Oltre alla costruzione di rivelatori fondamentali per l’esperimento, il gruppo ferrarese si occupa di selezione e analisi dati, di sviluppo di sistemi di calcolo e gestione dei dati.