Una nuova particella subatomica è stata scoperta presso il Cern di Ginevra dai ricercatori dell'esperimento LHcb, uno dei principali rivelatori dell'acceleratore Large Hadron Collider. Denominata Xi_cc+, questa particella presenta caratteristiche affascinanti: ha una struttura superficialmente simile a quella del protone, ma pesa ben quattro volte di più. La scoperta è stata ufficialmente presentata durante la conferenza internazionale Rencontres de Moriond ed è destinata a fornire nuove informazioni sulla natura della materia a livello subatomico.
La nuova particella è composta da due quark charm e un quark down, una configurazione che la differenzia dal protone ordinario, il quale contiene invece due quark up e uno down. Questa differenza nella composizione determina appunto l'importante differenza di massa: i quark charm sono molto più pesanti dei loro omologhi up, causando l'aumento proporzionale del peso complessivo della particella. Si tratta del primo adrone scoperto con il rivelatore LHcb dopo i significativi miglioramenti tecnici completati nel 2023, e rappresenta l'ottantesima nuova particella di questo tipo identificata con le metodologie sperimentali attuali.
"Questa osservazione rappresenta un momento importante per la nostra ricerca", ha dichiarato Vincenzo Vagnoni, ricercatore dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare che coordina la collaborazione scientifica internazionale di LHcb. "I dati raccolti potranno contribuire a verificare i modelli teorici della cromodinamica quantistica, la teoria fondamentale che descrive le forze che tengono coesi i quark negli adroni, sia ordinari che nelle forme più rare e complesse come tetraquark e pentaquark". Ao Xu, scienziato della Scuola Normale Superiore associato all'Infn, ha sottolineato come il rivelatore aggiornato abbia enormemente potenziato le capacità di osservazione: "Questo rappresenta davvero l'inizio di una nuova fase per questi studi sulla materia esotica".
Questi adroni instabili hanno una vita estremamente breve e decadono rapidamente in particelle più stabili, la cui traccia può essere registrata dagli strumenti di rilevazione. È proprio analizzando i prodotti di questo decadimento che i ricercatori riescono a ricostruire le proprietà della particella originale. Per generare queste particelle rare è necessario far scontrare a velocità estreme fasci di particelle all'interno dell'acceleratore, creando condizioni energetiche estreme. Una particella molto simile alla Xi_cc+ era stata già individuata nel 2017, con la differenza che possedeva un quark up al posto del quark down: il confronto tra questi due esemplari permetterà ai fisici di testare ulteriormente le teorie sulla struttura della materia.
