Una "colla" lega le particelle fondamentali
Il nucleo di un atomo è formato da protoni con carica positiva e da neutroni con carica neutra. Poiché le cariche positive si respingono, deve esserci una teoria che spieghi il motivo per cui il nucleo non si autodistrugge ma rimane invece unito come se i componenti fossero incollati tra di loro. Allo scopo di comprendere cosa accade all'interno del nucleo, è necessario scavare un po' più in profondità nella fisica delle particelle, che si è evoluta in base al cosiddetto Modello standard, rivolgendo un'attenzione particolare ai quark. In base al Modello standard della fisica delle particelle, l'Universo è definito da 12 particelle elementari di materia (fermioni) soggetti alle 4 particelle di forza fondamentali (bosoni, compreso il noto bosone di Higgs). I quark sono una sottofamiglia di fermioni formata da sei membri. Essi non si presentano mai da soli, ma solo in gruppi chiamati adroni, e la forza forte che li tiene legati è generata da un bosone chiamato non a caso "gluone", in quanto è in grado di tenere saldamente uniti i quark. La cromodinamica quantistica (QCD) è il campo della fisica teorica che si occupa delle interazioni tra i quark e i gluoni che formano alcuni adroni, come ad esempio il protone o il neutrone. Gli adroni possono essere pesanti, di peso medio e leggeri. I ricercatori europei hanno avviato il progetto LATQCD-CHIPT ("Probing chiral perturbation theory from realistic two-flavour lattice QCD simulations") allo scopo di sviluppare simulazioni numeriche che descrivono i comportamenti degli adroni leggeri. Gli esperti hanno rivolto la propria attenzione al problema dell'ergodicità, un attributo dei sistemi dinamici stocastici o casuali con i quali il sistema dimentica il suo stato iniziale e, se si considera un intervallo di tempo molto lungo, quasi tutte le sequenze vengono rivisitate. I fautori del progetto hanno sviluppato un nuovo algoritmo di simulazione del comportamento dei quark di luce rappresentato da fenomeni di instabilità e di non-ergodicità. Mediante lo studio della natura della transizione tra i settori, si prevede il superamento della mancanza di ergodicità causata dall'emergenza di settori disconnessi nello spazio del campo (rappresentati dalla carica topologica). È stata inoltre accuratamente calcolata la cosiddetta suscettibilità topologica della quale è stata fornita una definizione del limite e dell'universalità nel limite continuo. Ogni informazione concernente il comportamento della materia fondamentale e delle particelle di forza consente di avvicinarsi sempre di più alla comprensione e alla spiegazione dell'Universo: è proprio questo l'obiettivo raggiunto dai ricercatori finanziati dall'UE.