{"id":10407,"date":"2022-05-26T12:04:26","date_gmt":"2022-05-26T10:04:26","guid":{"rendered":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=10407"},"modified":"2022-05-26T12:04:27","modified_gmt":"2022-05-26T10:04:27","slug":"cuoppo-quantistico-di-quark-charm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=10407","title":{"rendered":"Cuoppo quantistico di quark charm"},"content":{"rendered":"\n
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Un quark charm (c) in una pioggia di partoni perde energia emettendo radiazioni sotto forma di gluoni (g). La cascata mostra un cono buio di radiazione soppressa attorno al quark per angoli inferiori al rapporto tra la massa del quark (m) e l\u2019energia (E). L\u2019energia diminuisce man mano che la cascata avanza. Crediti: Cern<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A cuoppo cupo poco pepe cape<\/em>, recita un proverbio napoletano<\/a><\/strong> di non facile pronuncia, al punto da essere diventato un vero e proprio scioglilingua. Ma ancor pi\u00f9 difficile \u00e8 misurare le dimensioni del \u201ccuoppo\u201d di particelle \u2013 o meglio di assenza<\/em> di alcune particolari particelle, come vedremo \u2013 che va sotto il nome tecnico di dead cone<\/em> (cono buio, in italiano) e che \u00e8 stato finalmente osservato in modo diretto a Lhc<\/a><\/strong>, il grande acceleratore di protoni del Cern, dal team dell\u2019esperimento Alice<\/a><\/strong>. La scoperta<\/a> \u00e8 descritta questa settimana su Nature<\/em> e vede coinvolti molti ricercatori e ricercatici dell\u2019Infn, l\u2019Istituto nazionale di fisica nucleare.<\/p>\n\n\n\n

\u00ab\u00c8 stato molto difficile osservare direttamente il dead cone<\/em>\u00bb, garantisce infatti il portavoce di Alice, Luciano Musa<\/strong>, fisico al Cern. \u00abAnalizzando con tecniche sofisticate tre anni di dati prodotti a Lhc da collisioni protone-protone all\u2019Lhc siamo per\u00f2 finalmente stati in grado di riuscirci\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

E cos\u2019hanno visto? Anzitutto, hanno verificato sperimentalmente l\u2019esistenza stessa del \u201ccono buio\u201d \u2013 un fenomeno previsto trent\u2019anni fa dalla cromodinamica quantistica<\/a><\/strong>. Quando avviene una collisione come quelle prodotte nell\u2019anello di Lhc, pu\u00f2 venire prodotta una \u201ccascata partonica<\/strong>\u201d: una cascata di partoni<\/a><\/strong> \u2013 etichetta, proposta da Richard Feynman, che comprende quark<\/a><\/strong> e gluoni<\/strong><\/a> \u2013 nella quale le particelle perdono energia emettendola sotto forma di gluoni. Ma questi gluoni non vengono emessi in ogni direzione: per quark di massa elevata, la teoria prevede l\u2019esistenza di un fenomeno, detto soppressione dello spettro gluonico<\/strong>, che fa s\u00ec che esista una sorta di \u201cregione proibita\u201d entro la quale i gluoni non possono essere emessi. Una regione di forma conica \u2013 il nostro \u201ccuoppo quantistico\u201d \u2013 con il quark nel vertice, l\u2019apertura rivolta in direzione del moto della particella stessa e \u2013 caratteristica assai gradita ai fisici \u2013 un angolo \u201cbuio\u201d pari al rapporto tra la massa della particella e la sua energia.<\/p>\n\n\n\n

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Man mano che la cascata di partoni avanza, i gluoni vengono emessi ad angoli via via piccoli e l\u2019energia del quark diminuisce, dando luogo a coni bui sempre pi\u00f9 grandi nei quali l\u2019emissione di gluoni \u00e8 soppressa. Crediti: Cern<\/strong><\/p>\n\n\n\n

l risultato, scrivono i ricercatori su Nature<\/em>, non si limita dunque a confermare la previsione della cromodinamica quantistica: mostrando l\u2019esistenza del cono buio, costituisce anche un\u2019osservazione sperimentale diretta della massa diversa da zero del quark charm<\/a><\/strong>, che \u00e8 a sua volta una costante fondamentale nel modello standard della fisica delle particelle<\/strong>. Questo grazie al fatto che la teoria prevede non solo l\u2019esistenza<\/em> del cono buio, ma anche \u2013 come dicevamo \u2013 l\u2019ampiezza del suo angolo, che dovrebbe essere pari, appunto, al rapporto fra la massa del quark e la sua energia<\/em>. Misurando dunque energia della particella e l\u2019angolo del cono, ecco che diventa possibile ottenere l\u2019ambitissimo valore della massa<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

\u00abLe masse dei quark sono quantit\u00e0 fondamentali nella fisica delle particelle, ma non possono essere accessibili e misurate direttamente negli esperimenti\u00bb, spiega infatti il coordinatore scientifico della collaborazione Alice, Andrea Dainese<\/strong>, ricercatore all\u2019Infn di Padova<\/em>, \u00abperch\u00e9, con l\u2019eccezione del quark top, i quark sono confinati all\u2019interno di particelle composite<\/em>. La tecnica che abbiamo sviluppato per osservare direttamente il dead cone<\/em> di una cascata di partoni apre dunque una nuova possibilit\u00e0 per misurare direttamente le masse di queste particelle\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n\n\n\n