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Ricercatori italiani scoprono la particella eta_b in America |
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Importante scoperta con firma italiana negli Stati Uniti. Si tratta della particella eta_b, fondamentale per completare la spiegazione fisica del collante principale della materia, la cosiddetta forza forte. La scoperta è stata fatta in California, allo Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), dalla collaborazione internazionale BaBar all’interno della quale ha avuto un ruolo fondamentale l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e alla quale ha partecipato anche un gruppo di fisici dell’Università di Ferrara . “L’esperimento fatto a Stanford – spiega Roberto Calabrese, docente di Fisica sperimentale dell’Università di Ferrara ed associato all'INFN – ha visto impegnati circa 500 fra fisici ed ingegneri di 74 laboratori ed università statunitensi ed europee che hanno partecipato al progetto. La componente italiana rappresenta il 20% della collaborazione, proveniente da dodici università e laboratori, finanziati in questa ricerca dall’INFN”. “Una scoperta molto importante –afferma Calabrese - perché questa forza è responsabile del legame tra protoni e neutroni nei nuclei degli atomi e nell'infinitamente piccolo di quello tra i quarks, rendendo possibile l'esistenza stessa della materia, così come la vediamo, e dei costituenti elementari dell'Universo”.“Quando il quark 'bottom' (il quark più pesante che riesce a formare stati legati) – aggiunge Calabrese - e il suo antiquark sono tenuti insieme dalla forza forte, essi formano uno stato legato, chiamato“bottomonio”, allo stesso modo di come un protone ed un elettrone sono tenuti insieme dalla forza elettromagnetica per formare un atomo di idrogeno. La eta_b costituisce lo stato a più bassa energia di questo“atomo” bottomonio, ed è piuttosto pesante (ha una massa dieci volte superiore a quella del protone). La scoperta della particella eta_b, attesa da 30 anni, ed in particolare la misura della sua massa, ha una fondamentale importanza perché mette in luce il ruolo dello spin, il momento angolare di una particella nell’interazione forte tra i quarks”."Lo spin – sottolinea Calabrese, che da settembre sarà il coordinatore nazionale del gruppo di fisici italiani coinvolti nell'esperimento – è una proprietà intrinseca delle particelle elementari. Il ruolo giocato dallo spin nelle interazioni forti rende conto della differenza di massa tra lo stato fondamentale eta_b ed il primo stato eccitato Upsilon(1S), particella scoperta nel 1977. Per semplificare possiamo dire che nella Upsilon(1S) gli spin del bottom e antibottom che la costituiscono sono paralleli, mentre nell’eta_b sono antiparalleli. Questo provoca la differenza di massa tra le due particelle, che ora, con la scoperta della eta_b, è finalmente nota". Fondamentali inoltre nella scoperta di eta_b gli strumenti utilizzati. "Hanno il marchio della ricerca e dell'industria italiana il grande magnete che incurva la traiettoria delle particelle cariche, prodotte nel cuore del rivelatore di BaBar, e altre componenti fondamentali dello stesso rivelatore: il rivelatore di vertice e il rivelatore di muoni. Proprio l’eccellenza degli strumenti utilizzati ha permesso una rivelazione statisticamente ineccepibile, con l’identificazione di circa 20000 eta_b".
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