29 luglio 2015

Una grande scoperta: il pentaquark. Linguaggio Macchina intervista Alessandro Cardini.

La scoperta del PentaQuark non è solo la scoperta di una nuova particella: è l'avanzamento nella descrizione del mondo. Ma è anche la spiegazione del modo in cui i quark, i costituenti fondamentali di protoni e i neutroni, possono legarsi tra loro. Chi si appassiona alle scoperte scientifiche non può che esultare di fronte a questo risultato, frutto dell'esperimento LHCb.  
Oggi la notizia è di nuovo nel sito del CERN: LHC experiments present latest results in Vienna, dopo il comunicato stampa del 14 Luglio 2015: "CERN’s LHCb experiment reports observation of exotic pentaquark particles"

Linguaggio Macchina ne ha parlato con Alessandro Cardini, Primo Ricercatore dell'INFN della sezione di Cagliari, Project Leader del "Muon System" dell'esperimento LHCb, è anche Responsabile Nazionale per l'INFN dell'esperimento LHCb, dove coordina un gruppo di 130 ricercatori di 14 sedi INFN sparse su tutto il territorio nazionale (Bari, Bologna, Cagliari, Ferrara, Firenze, Genova, Frascati, Milano, Padova, Pisa e Roma).

Cardini, perché questa è una grande scoperta?
«La QCD (cromodinamica quantistica) prevede la possibilità che esistano stati di questi tipo, oltre ai più comuni barioni (composti da 3 quark, come ad ex. protone e neutrone) e mesoni (phi, j/psi, pioni, K+, K-, K0, D+, D-, D0, stessa cosa per B, etc..., composti da una coppia quark-antiquark). La QCD prevede anche i cosiddetti tetraquark [2 quark e 2 antiquark, a lungo cercati e poi trovati in Babar (US) e Belle (Japan)], e confermati lo scorso anno anche da noi in LHCb (9 April 2014: Unambiguous observation of an exotic particle which cannot be classified within the traditional quark model). Bisogna anche considerare per la QCD è difficile fare previsioni quantitative a bassa energia, ad esempio quando si tratta di fare previsioni su stati legati di quark e antiquark. Molte previsioni di questo tipo sono però fatte con i cosiddetti calcoli di "QCD su reticolo", calcoli lunghi e complicati. Per questo l'osservazione del pentaquark ci permetterà di capire meglio la forza che lega questi quark tra loro. Suggerisco la lettura di questo post: A tinte forti. Dal colore alla QCD di Paolo Nason».
Dietro questo risultato quanto c'è del lavoro dei ricercatori del dipartimento di Fisica dell'Università di Cagliari e della sezione di Cagliari dell'INFN?
«Qui a Cagliari siamo io, Walter Bonivento, Sandro Cadeddu, Adriano Lai, Rudolf Oldeman e Biagio Saitta come personale "staff" INFN/Universitario; Bo Liu, Marianna Fontana e Andrea Contu come PostDoc Researchers; le studentesse di dottorato Violetta Cogoni e Claudia Vacca; il borsista Luigi Casu».
Quante soddisfazioni per raggiungere simili traguardi?
«Ovviamente è un lavoro che ci regala tante soddisfazioni, e certamente non ci lascia mai con le mani in mano. Il nostro gruppo è in LHCb da più di 15 anni e per tutta la fase iniziale (~10 anni) c'è stato tantissimo lavoro di progettazione, costruzione, installazione e messa in funzione dell'hardware che abbiamo costruito. Questo avveniva "dietro le quinte", non c'erano risultati di fisica ancora, e il lavoro era continuo ed estenuante. Nel 2008 io mi sono trasferito al CERN per 2 anni per finire la costruzione del sistema di muoni e metterlo in funzione, e i miei colleghi, di Cagliari e di altri sedi, anche stranieri, hanno viaggiato continuamente verso il CERN per partecipare a questa fase preliminare alla presa dati, che poi finalmente è iniziata a fine 2009, ed è continuata nel 2010, 2011 e 2012. La partenza dell'LHC non ha significato andare tutti i vacanza per il periodo di presa dati: il sistema di rivelazione di muoni, come il resto dell'apparato sperimentale di LHCb, ha continuamente bisogno di essere tenuto al top delle perfomance, e questo implica un sacco di altro lavoro (turni di reperibilità 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, turni di presa dati, turni di verifica bontà dei dati, ...). Mentre una parte di noi era principalmente impegnata in queste attività, altri hanno cominciato anche a fare l'analisi di questi dati. Insomma, un gran lavoro di squadra, sia locale qui a Cagliari, che italiano, ma comunque all'interno della grande squadra rappresentata dalla grande collaborazione internazionale (circa 740 ricercatori) che è LHCb».
Principali difficoltà?
«Per le difficolta: la cosa che negli ultimi 10 anni ci ha fatto più soffrire è l'incertezza nei posti di lavoro futuri. L'Italia ha bloccato gran parte delle assunzioni e non siamo stati in grado di dare una prospettiva sicura ai nostri giovani, almeno in Italia. Qui a Cagliari abbiamo allevato tantissimi giovani e molti stanno facendo una brillante carriera (un esempio: all'ultimo giro di contratti "fellowship" che da il CERN ben due nostri ex-studenti hanno ottenuto il posto e cominceranno a lavorare per 2 anni al CERN dopo l'estate; e avrei tanti altri esempi di nostri ex-studenti che ora lavorano in UK, a Roma, a Zurigo, Parigi, ...). Questo per dire che i nostri giovani non hanno solitamente problemi a trovare una strada piena di soddisfazioni, ma difficile per ora che la trovino in Italia. Ora le cose si stanno muovendo e speriamo che si riesca a ricominciare ad assumere qui a Cagliari (e in Italia) qualcuno un pochino più giovane di noi, che possa dare continuità temporale alla nostra squadra. Sottolineo comunque che il problema è Italiano, e non solo "sardo"».

Andrea Mameli, Linguaggio Macchina



llustration of the possible layout of the quarks in a pentaquark particle such as those discovered at LHCb. © CERN
Determination of the quark coupling strength |Vub| using baryonic decays (Nature Physics)

Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ0bJ/ψKp decays (arXiv.org 13 July 2015)

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