CERN, trovata la misteriosa particella X dei primi istanti dopo il Big Bang
La misteriosa particella X, quella dei primi istanti di vita dell'Universo, è stata finalmente provata grazie al LHC del CERN di Ginevra
L’esistenza della particella X è stata finalmente provata: la misteriosa particella che secondo gli scienziati risale ai primissimi istanti di vita dell’Universo è stata individuata in un plasma di quark e gluoni creato all’interno del Larger Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra.
Cos’è la particella X
Nei primi milionesimi di secondo appena dopo il Big Bang, l’Universo era completamente diverso da quello che conosciamo. Si parla di “zuppa primordiale” per indicare la forma dell’allora esistente, un plasma di quark e gluoni ad altissime temperature da cui sarebbero emersi soltanto dopo i neutroni, i protoni ed il resto della materia che conosciamo.
Nel caos incandescente che era la forma dell’Universo prima dell’inizio del raffreddamento, la collisione randomica tra i quark e i gluoni del plasma primordiale generò la particella X, una particella dalla vita brevissima e dalla struttura misteriosa, oltre che estremamente rara. Gli scienziati la cercano da oltre vent’anni, e la possibilità di intercettarla per la prima volta nasce dalla riproduzione, all’interno del LHC del CERN di Ginevra, di quel plasma di quark e gluoni capace di generare – ora come nei primi istanti di vita dell’Universo – una particella X.
Lo studio, condotto dagli scienziati del MIT e pubblicato su Physical Review Letters, parte da alcuni dati emersi nel 2018 nel corso dell’esperimento CMS (Compact Muon Solenoid), che si occupa della rilevazione di molti tipi di particelle, tra cui il bosone di Higgs, all’interno del LHC. E si tratta della prima rilevazione ufficiale della particella X, una particella così misteriosa che ancora non se ne conosce la struttura: “potrebbe essere formata da quattro quark”, afferma la ricercatrice a capo dello studio Yen-Jie Lee nel lunga intervista pubblicata su MIT News.
Esistono ancora soltanto ipotesi sulla natura della particella X. Quel che sappiamo è che esiste, e che comprenderne la struttura interna “potrebbe cambiare la nostra idea su quali siano i tipi di materia che l’Universo può produrre”, afferma Lee.
Come è stata trovata la particella X
I prossimi passi della ricerca saranno volti ad indagare proprio la struttura interna della misteriosa particella: “nei prossimi anni” afferma Lee “vogliamo usare il plasma di quark e gluoni per provare la struttura interna della particella”.
Ad oggi abbiamo, intanto, la prima rilevazione ufficiale della particella X. I ricercatori hanno usato i dati di un esperimento del 2018 in cui l’accelerazione degli atomi carichi all’interno del LHC produsse circa 13 miliardi di collisioni ed una pioggia di decine di migliaia di particelle. “Teoricamente parlando” spiega Lee “nel plasma ci sono talmente tanti quark e gluoni che la produzione di particelle X dovrebbe essere avvantaggiata”. D’altro canto, ricorda la ricercatrice del MIT, in molti credevano che “sarebbe stato troppo difficile cercarla perché vengono prodotte troppe particelle nella zuppa di quark”.
La vita della particella X è inoltre estremamente breve, cosa che complica ancora di più la ricerca. Per trovare la misteriosa particella, gli studiosi hanno messo a punto un software in grado di riconoscere non la particella, che sparisce troppo velocemente, bensì la scia di particelle “minori” che questa rilascia in fase di decadimento.
Analizzati i dati dell’esperimento del 2018, l’algoritmo ha individuato la presenza di circa 100 particelle X. Ciò ha permesso agli scienziati anche di definire la “firma” della particella X, che dovrebbe rendere molto più semplici le prossime osservazioni di dati. “È soltanto l’inizio della storia”, conclude Yen-Jie Lee.
