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  06-07-2005: SCOPERTA DALL’ESPERIMENTO BABAR UNA NUOVA PARTICELLA 
 ELENCO COMPLETO 

potrŕ aiutare a far luce sui segreti della forza forte

Si chiama Y(4260) e non ? un nuovo umanoide di Guerre Stellari, ma una particella individuata per la prima volta dall?esperimento BaBar: una collaborazione internazionale che vede la larga partecipazione dei fisici italiani dell?Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e che ha sede a Stanford, in California. Y(4260) rappresenta un interessante tassello nel quadro della conoscenza del mondo delle particelle e potr? fornire indizi utilissimi riguardo alla natura della forza forte, cio? della forza che tiene insieme le diverse particelle all?interno dei nuclei atomici. La scoperta, annunciata nel corso del simposio internazionale ?Lepton Photon? appena conclusosi a Uppsala in Svezia, ? stata presentata oggi nel corso di un incontro del Comitato di Supervisione dell?esperimento BaBar, che quest?anno si ? tenuto a Roma nella sede della presidenza dell?Infn.

?A prima vista Y(4260) sembra essere ci? che noi chiamiamo uno stato charmonico, cio? una particella formata dall?unione di un quark charm e della sua corrispondente antiparticella: un quark anti-charm?, spiega Marcello Giorgi, ricercatore dell?Infn, professore di Fisica all?Universit? di Pisa e da lungo tempo impegnato nell?esperimento BaBar.
Da tempo i fisici sanno che per ogni particella esiste una antiparticella, identica quasi in tutto tranne che per alcune caratteristiche che risultano opposte. L?antiparticella dell?elettrone ? ad esempio il positrone, detto anche antielettrone, dotato di carica elettrica positiva anzich? negativa. Negli anni ?50 si ? tuttavia scoperto che possono esistere anche particelle costituite dall?unione di una particella elementare e dalla sua corrispondente antiparticella. ?Il primo caso di questo tipo ? stato il positronio, costituito dall?unione di un elettrone e un positrone. Il primo charmonio, cio? una particella formata da un quark charm e da un anti-charm, ? stato invece scoperto contemporaneamente a Brookhaven e a Slac, entrambe negli Stati Uniti, da Samuel Ting e Burton Richter, premiati con il Nobel nel 1976: la sua esistenza ? stata subito confermata grazie all?analisi di dati prodotti in Italia dai Laboratori Nazionali di Frascati dell?Infn. Con il tempo ci si ? resi conto che i charmoni costituiscono una vera e propria famiglia di particelle, simili ma caratterizzate ciascuna da una diversa massa. Fino ad ora per? nessuno era mai riuscito ad osservare Y(4260) perch?, oltre ad avere una piccolissima probabilit? di essere prodotta negli acceleratori oggi usati dai fisici, ? anche estremamente instabile?, spiega Mauro Morandin, ricercatore dell?Infn e responsabile nazionale dell?esperimento BaBar.

?Le particelle composte, formate dall?unione di una particella elementare e della sua corrispondente antiparticella, sono di notevole interesse per la fisica. Quark e corrispondenti anti-quark, infatti, possono trovarsi legati fra loro a causa di diversi meccanismi: capire a fondo questi ultimi ? fondamentale per comprendere la natura della cosiddetta forza nucleare forte [una delle quattro forze fondamentali della natura, assieme alla forza elettromagnetica, alla forza debole, responsabile ad esempio dei meccanismi di fusione nucleare che avvengono nelle stelle, e alla forza di gravit?]. La forza forte ? la forza che tiene legati fra loro i quark di diverso tipo che formano neutroni e protoni, oltre ai neutroni e protoni stessi all?interno dei nuclei atomici. Si tratta dunque di una forza importantissima, perch? senza di essa sarebbe impossibile concepire l?esistenza stessa della materia che costituisce tutto ci? che conosciamo. Tutti gli indizi ci fanno supporre che Y(4260) potr? dare indicazioni molti interessanti a questo proposito, sia se risulter? essere effettivamente un charmonio sia, a maggior ragione, se dovesse rivelarsi un qualcosa di pi? esotico?, conclude Marcello Giorgi.

L?aspetto pi? sorprendente di Y(4260) tuttavia ? il fatto che alcune caratteristiche della sua natura sembrano essere insolite per un charmonio. Ci? ha portato ad ipotizzare che la particella possa essere qualcosa di molto pi? complesso: una sorta di ?molecola? formata da particelle chiamate mesoni D oppure uno stato composto da quattro quark. Gi? a partire dal 2003 BaBar ha scoperto stati che potrebbero avere questa struttura mai osservata in precedenza, quali la DsJ(2317), la DsJ(2458) e la X(3872) ma non esistono prove definitive di questa interpretazione. Verificare queste possibilit? ? la sfida che verr? affrontata nel prossimo futuro.


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