L'ipotetico bosone superpesante, le cui tracce sono state recentemente trovate al Large Hadron Collider, potrebbe non essere il primo rappresentante della "nuova fisica", ma una combinazione di sei quark top e sei antiquark, scrivono i fisici in un articolo pubblicato nella libreria elettronica Arxiv.org
A dicembre 2015, sui social network e sui microblog, hanno cominciato a circolare voci secondo cui l'LHC sarebbe stato in grado di rilevare tracce della "nuova fisica" sotto forma di un bosone superpesante, il cui decadimento produce coppie di fotoni con un'energia totale di 750 gigaelettronvolt. Per confronto, il bosone di Higgs ha una massa di 126 GeV, e il quark superiore, la particella elementare più pesante, pesa 173 GeV, che è quattro volte inferiore alla massa della particella che ha prodotto i fotoni.
Gli scienziati del CERN avrebbero potuto annunciare la scoperta della "nuova fisica" a marzo, durante la conferenza annuale sugli ultimi risultati dell'LHC. Tuttavia, hanno deciso di non farlo, secondo fonti della comunità scientifica, a causa del fatto che il livello di affidabilità della scoperta - il parametro più importante per la fisica delle particelle - ha appena raggiunto il livello di 5 sigma.
Colin Frogatt dell'Università di Glasgow (Scozia) e il suo collega Holger Nielsen, uno dei fondatori della teoria delle stringhe al Niels Bohr Institute (Danimarca), dichiarano che non è necessario inventare una "nuova fisica" affinché tali particelle esistano - è possibile che questo burst sia stato generato da un sistema speciale di una dozzina di quark ordinari.
Come spiegano i fisici, in determinate circostanze, due o più particelle elementari possono formare speciali "stati legati" in cui la libertà del loro movimento è limitata dalla loro interazione reciproca e in cui non possono lasciare il sistema senza applicare energia da una fonte esterna. L'esempio più semplice di un tale sistema è un normale atomo di idrogeno: è costituito da due particelle, un elettrone e un protone, legate l'una all'altra e incapaci di rompere questo legame senza l '"aiuto" di ossidanti o fotoni.
Secondo i calcoli di Froggatt e Nielsen, uno stato simile, e molto stabile, può sorgere in un sistema di sei quark up "ordinari" e dei loro sei anti-quark up agli antipodi. Secondo gli scienziati, lo scambio di bosoni di Higgs e gluoni tra queste particelle genererà forze che renderanno una tale quasimolecola estremamente stabile.
In totale, la massa di queste particelle è di circa 2000 GeV, il che significa che circa 1350 GeV è l'energia dei legami tra le particelle. Secondo Lubos Motl, un famoso fisico teorico ceco che ha lavorato ad Harvard, un'energia di legame così alta sarà difficile da spiegare, ma in linea di principio è possibile farlo.
Un altro problema con la soluzione di Froggatt e Nielsen è che il decadimento di un tale "collettivo" in una coppia di fotoni è una delle varianti più rare dell'annichilazione di questa particella. In altre parole, l'LHC avrebbe dovuto inizialmente "vedere" altre varianti del decadimento di una particella S, e non una coppia di fotoni con un'energia di 750 GeV.
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“È estremamente difficile immaginare come una struttura così complessa attraversi il processo di annichilazione - tutte le 12 particelle in essa contenute dovrebbero scomparire quasi istantaneamente. Questo può accadere solo in situazioni molto specifiche. In ogni caso, la semplicità di questo modello è estremamente attraente, soprattutto se non troviamo tracce di fisica veramente nuova”, ha commentato lo studio di Motl.
