Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

Il mistero delle particelle XYZ del progetto BESIII

Gli scienziati finanziati dall’UE hanno trovato una spiegazione plausibile per la disposizione precisa dei quark, in stati adronici legati che vanno oltre gli stati convenzionali di barione o mesone.
Il mistero delle particelle XYZ del progetto BESIII
Gli adroni sono particelle fondamentali legate insieme da una forte interazione. Fino a poco tempo fa, soltanto due classi di stati adronici sono state stabilite a livello sperimentale: i barioni costituiti da tre quark e i mesoni composti da combinazioni quark-antiquark.

Non sussiste alcuna ragione deduttiva del perché dovrebbero esistere solo barioni e mesoni come stati legati di quark. Gli scienziati finanziati dall’UE del progetto BESIII-XYZ (Understanding the nature of exotic hadrons - charmonium spectroscopy at BESIII) hanno cercato prove dell’esistenza di combinazioni esotiche di quark utilizzando i dati dall’esperimento cinese Beijing Electron-Positron Collider II (BESIII) .

Quando l’esperimento di prima generazione BES ebbe inizio nel 1989, l’attenzione è stata posta sulla fisica del charm e sui leptoni τ, che sono accessibili alle energie del centro di massa raggiungibili. Nel corso degli ultimi due decenni, grazie all’elevata luminosità disponibile, sono possibili delle misurazioni con elevata precisione. Questo insieme di dati unico è stato utilizzato per studiare le particelle XYZ. L’espressione “particelle XYZ” è sinonimo di adroni contenenti un quark charm e uno anti-charm.

Gli scienziati hanno scoperto una nuova particella chiamata ψ(13D2) che si trova proprio nell’intervallo di massa della particella XYZ e mostra proprietà conformi allo stato del charmonium tradizionale, indicando che la teoria funziona bene. Questa scoperta ha rivelato che il comportamento imprevisto delle particelle XYZ non è causa di limitazioni relative alle previsioni teoriche.

Dall’altro lato, alcune particelle XYZ sembrano non corrispondere agli stati del charmonium standard. Il team BESIII-XYZ ha accumulato per la prima volta la prova schiacciante che alcune particelle XYZ sono infatti di natura esotica e potrebbero anche essere legate le une alle altre.

In particolare, analizzando i dati dall’inizio del 2014, gli scienziati hanno dimostrato che la particella X (3872) potrebbe essere il prodotto di decadimento di un’altra particella XYZ potenzialmente esotica, ossia y (4260). Inoltre, la particella Zc (3900) è stata rilevata nel decadimento di Y (4260).

Tali osservazioni sorprendenti sono servite come importante input per distinguere tra i vari scenari teorici, in quanto alle particelle XYZ. Infine, i risultati BESIII-XYZ hanno contribuito a rafforzare la posizione della comunità europea relativa alla fisica degli adroni, nel programma di fisica dei futuri collisori elettrone-positrone.

Informazioni correlate

Argomenti

Life Sciences

Keywords

BESIII, quark, adroni, BESIII-XYZ, particelle XYZ