Uno studio avanzato può aprire le porte a nuovi modelli nella fisica delle particelle
Il confinamento di quark rappresenta uno dei maggiori problemi nella fisica delle particelle. Queste particelle elementari non possono essere isolate e, dunque, osservate direttamente, ma piuttosto si uniscono per formare gruppi o adroni. Pertanto, tali particelle non possono essere studiate o osservate in modo più diretto rispetto alla scala di grandezza degli adroni. La cromodinamica quantica (quantum chromodynamics, QCD) spiega come i quark e i gluoni siano legati da potenti interazioni per formare i cosiddetti adroni, come il protone e il neutrone. La dinamica del confinamento di quark può essere parametrizzata in termini di elementi cosiddetti di matrice adronica. Nell’ambito del progetto HPFPLATTICEQCD (High precision flavour physics using lattice QCD), finanziato dall’UE, gli scienziati si sono impegnati per fornire calcoli altamente precisi degli elementi di matrice adronica, necessari per l’analisi dei dati sperimentali attuali e futuri mediante QCD su reticolo. L’obiettivo finale era quello di condurre test sperimentali rigorosi del modello standard (il fondamento teorico della fisica delle particelle) e porre dei vincoli su possibili nuove teorie oltre il modello standard. Il team ha effettuato numerosi studi sugli elementi osservabili in relazione al sapore, ottenendo, nella maggior parte dei casi, i risultati più precisi sulle quantità e riducendo le incertezze inerenti agli studi precedenti. Le predizioni teoriche hanno dimostrato un buon accordo con i risultati sperimentali. I risultati possono essere utilizzati da altri gruppi di ricerca nello studio di nuova fisica e per stabilire vincoli sulle nuove teorie. In aggiunta, gli scienziati hanno rilevato diverse tensioni in quanto a deviazioni tra previsioni del modello standard e misure sperimentali, come anche incongruenze nella descrizione del modello standard. Molte di queste differenze puntano verso una tensione globale emergente e potrebbero essere spiegate da contributi di fisica oltre il modello standard. Per concludere, è necessario un ulteriore lavoro al fine di confermare l’esistenza di queste tensioni. Il progetto HPFPLATTICEQCD ha svolto importanti progressi nel descrivere in modo preciso le deviazioni dalle previsioni del modello standard. Tali deviazioni, che non possono essere spiegate dal modello standard, possono aprire nuove possibilità nel campo della fisica delle particelle.
Parole chiave
Fisica delle particelle, quark, confinamento del colore, QCD su reticolo, modello standard
