Una particella fatta di forza: i fisici affermano di aver trovato una misteriosa "palla glueball"

I fisici in Cina hanno affermato di aver trovato prove forti di una particella a lungo ricercata conosciuta come glueball, composta interamente da particelle portatrici di forza chiamate gluoni. La scoperta, annunciata alla Conferenza internazionale sulla fisica ad alta energia a Natal, in Brasile, si concentra su una particella designata X2370, osservata per la prima volta nel 2011. I ricercatori della Beijing Spectrometer III (BESIII) Collaboration sostengono che X2370) è costituita prevalentemente da glueballs, ammassi di gluoni che legano insieme quark all'interno di protoni e neutroni. Questa scoperta potrebbe offrire informazioni cruciali sulle forze fondamentali della natura e le origini della massa.

L'esperimento BESIII, basato al Beijing Electron, Positron Collider II, è in esecuzione dal 2008. Studia le collisioni tra elettroni e positroni, producendo particelle subatomiche fugaci che possono decadere in palline incollate. Negli ultimi dieci anni, gli scienziati hanno analizzato quasi dieci miliardi di casi di decadimenti di mesoni J/ψ, concentrandosi sul comportamento di X(2370). Nel 2024, hanno determinato la parità di spin della particella, una proprietà chiave nella fisica delle particelle. La loro analisi ha rivelato che X23(70) è una particella pseudoscalare con una parità di spin di 0−+, che corrisponde alle previsioni teoriche per la palla incollate più leggera.

Tuttavia, questo da solo non conferma la sua composizione, poiché molte altre particelle hanno caratteristiche simili. La ricerca delle palle incollate è iniziata più di due decenni fa, guidata dalla necessità di testare la cromodinamica quantistica (QCD), la teoria che governa la forza forte che lega quark e gluoni. Secondo la QCD, i gluoni dovrebbero essere in grado di interagire tra loro, un fenomeno che si manifesterebbe attraverso l'esistenza di palle incollate.

Il significato di X ((2370) è diventato ancora più chiaro quando è stato osservato nel decadimento di una particella più pesante, il mesone J/ψ. Shan Jin dell'Università di Nanjing ha spiegato che la ripartizione delle particelle J/ψ è considerata l'impostazione ideale per rilevare le palle incollate, poiché questi decadimenti sono ricchi di informazioni sulla dinamica sottostante delle interazioni forti. La capacità dell'esperimento BESIII di generare grandi quantità di mesoni J/ψ ha permesso studi dettagliati dei loro modelli di decadimento. Nonostante queste osservazioni, rimangono alcune incertezze.

Yabsley ha sottolineato che i dati precedenti erano insufficienti per determinare in modo conclusivo la natura di X ((2370), poiché erano possibili spiegazioni alternative. La recente determinazione della parità di spin fornisce un supporto più forte, ma non è conclusiva. Jin ha riconosciuto che mentre le nuove scoperte si allineano con le aspettative teoriche, saranno necessarie ulteriori ricerche per eliminare le ipotesi concorrenti. La collaborazione continua ad analizzare dati aggiuntivi, con l'obiettivo di consolidare l'identificazione di X ((2370) come una vera palla incollabile. La potenziale conferma delle palle incollabili segnerebbe una pietra miliare nella fisica ad alta energia.

La scoperta potrebbe convalidare una previsione fondamentale della QCD e approfondire la nostra comprensione di come la massa nasce dalle interazioni delle particelle fondamentali.