Gli scienziati hanno dichiarato la realtà dei tetraquark esotici.
Due gruppi indipendenti di fisici hanno scoperto nuove particelle elementari esotiche - i tetraquark "sulla punta di una piuma" in modi diversi. Gli scienziati sono giunti alla conclusione che possono esistere in modo stabile, sebbene nella natura che ci circonda siano note solo particelle con non più di tre quark. Potenzialmente, i tetraquark possono esibire proprietà che non sono state ancora dimostrate da particelle elementari "ordinarie" precedentemente note alla scienza. Articoli correlati sono pubblicati in Physical Review Letters.
Tutti i corpi che osserviamo sono composti da adroni, particelle elementari soggette a una forte interazione nucleare, che tiene insieme quelle particelle di cui noi stessi siamo composti. La sottoclasse più famosa di adroni è quella dei barioni, cioè protoni e neutroni, di cui sono composti i nuclei di tutti gli atomi (e tutte le molecole, i pianeti, le stelle e gli esseri viventi sono costituiti da atomi).
I barioni a noi familiari sono costituiti da tre quark [qqq], particelle speciali con una carica elettrica frazionata (2/3 o -1/3) e non esistono in forma libera, ma solo nella composizione dei barioni. Tuttavia, i calcoli dei teorici hanno dimostrato molto tempo fa che nulla impedisce ai tetraquark di esistere, per esempio, come particelle in cui sono presenti tre quark e un antiquark [qqq¯q¯]. Il fatto che non siano stati ancora trovati in natura è stato attribuito all'estrema instabilità di tali tetraquark. Si presumeva che la loro massa fosse così grande da decadere rapidamente attraverso una forte interazione, a differenza degli adroni ordinari (gli stessi barioni), decadendo attraverso una debole interazione nucleare, e quindi esistenti molto più a lungo.
Gli autori di entrambi i nuovi lavori hanno effettuato calcoli sulla stabilità dell'esistenza di particelle costituite da quattro quark, in cui sono presenti due quark e due antiquark. Questo approccio differisce dai modelli precedentemente ipotizzati, dove c'erano tre quark e un antiquark in un tetraquark (una particella in tutto simile a un quark, ma con una carica opposta). Sono riusciti a scoprire che la sua massa è 10389 MeV / s2 (megaelettronvolt alla velocità della luce al quadrato - nella fisica delle particelle elementari, invece della massa, secondo Einstein E = mc2, viene utilizzata la sua energia equivalente). Questo è notevolmente inferiore alla più leggera combinazione di barioni e mesoni con caratteristiche corrispondenti. Da ciò ne consegue che un tale tetraquark-adrone sarà stabile quanto i tipici barioni che ci circondano.
Nuovi calcoli mostrano che le particelle di quattro quark devono esistere abbastanza a lungo per essere rilevate sperimentalmente. La domanda sorge spontanea, perché ciò non accade nella pratica? Le possibili risposte a questa domanda includono la breve durata delle particelle di tetraquark. Tuttavia, se vengono ottenuti in laboratorio, è del tutto possibile studiarne le proprietà, che dovrebbero differire notevolmente da quelle delle normali particelle a tre e due quark.
IVAN ORTEGA
