Ecco la particella Xi inseguita per anni (luglio 2017)

Ieri è stata scritta una nuova pagina della fisica. È la prima di un nuovo capitolo, quello che spiega come i mattoncini che formano l’atomo si tengono insieme. La particella appena scoperta è il barione Xi. Non spaventi il nome: quasi tutta la materia di cui son fatte le cose che ci circondando è formata da barioni. Neutroni e protoni, per citare due oggetti abbastanza noti, almeno per il loro nome, appartengono alla famiglia dei barioni.
Ora, i barioni sono sempre formati da tre particelle più piccole, dal nome forse ancora più familiare: i quark. La particolarità della nuova particella è che, a differenza degli altri barioni finora conosciuti in cui dei tre quark solo uno è del tipo cosiddetto “pesante”, nel barione Xi i quark pesanti sono due. L’esistenza della particella Xi era prevista dalle teorie correnti e i ricercatori del CERN di Ginevra impegnati a scandagliare le profondità della struttura atomica con l’esperimento Lhcb avevano segnato il suo nome in cima alla lista dei ricercati. E non è stata una caccia facile. Un dato che più di altri può dare idea della difficoltà di intercettare questa particella: la sua durata non supera il millesimo di miliardesimo di secondo.
E quindi? È la lecita domanda del lettore che non ha studiato fisica quantistica. E quindi abbiamo un nuovo tassello del puzzle. Siamo tutti un pochino meno ignoranti e più avanti ci sarà qualche altra scoperta basata su quella che da ieri rimbalza sui giornali e i telegiornali di tutto il mondo.
Una risposta più precisa l’ha fornita il ricercatore che ha coordinato l’esperimento LHCb fino al 30 giugno, il britannico Guy Wilkinson, attribuendo a questa doppia presenza di quark pesanti la capacità di far orbitare i tre quark tra di loro. Quasi come se si trattasse di una danza o di un microscopico sistema solare in cui i due quark pesanti fanno la parte delle stelle che orbitano l'una attorno all'altra e quello leggero gira intorno al sistema composto dagli altri due.
Ma perché chi non si interessa di Fisica delle Alte Energie dovrebbe considerare questa scoperta degna d’interesse? Il nuovo coordinatore della ricerca, l’italiano Giovanni Passaleva, risponde così: «L’aver trovato un barione con due quark pesanti è di grande interesse perché fornirà uno strumento potente per definire meglio la teoria che descrive la cosiddetta interazione forte, una delle quattro forze fondamentali. Queste particelle aiuteranno così a migliorare il potere predittivo delle nostre teorie e ora cercheremo di osservare anche le altre». Però la risposta più semplice, in fondo, è un’altra: la particella Xi ci interessa perché siamo umani. Quindi ci interessa perché vogliamo sapere come funziona l’universo. In fondo la conoscenza, come l'arte, appartiene all'umanità: è una ricchezza per tutti, anche per chi non lo sa.
E poi questa scoperta, annunciata a Venezia nel corso della conferenza della Società Europea di Fisica (e in via di pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters), potrebbe fornire risposte fondamentali a una delle domande ancora irrisolte: come si comportano esattamente le forze che agiscono all’interno degli atomi. Ricerche iniziate nel 1963 da Nicola Cabibbo, il grande fisico teorico, scomparso nel 2010. A Cabibbo, che fu anche presidente del CRS4 di Cagliari dal 2000 al 2003 e a cui fu ingiustamente negato il Nobel per la Fisica 2008 dobbiamo il teorema denominato “l'Angolo di Cabibbo”, che costituisce il fondamento teorico per comprendere in che modo i mattoni della materia, i quark, danno origine alle particelle elementari, avvicinandosi, unendosi e danzando.

Andrea Mameli
L'Unione Sarda, 7 luglio 2017