Fisici deducono esistenza di nuove particelle esotiche con sei quark

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La comprensione di come funzionano i quark all’interno dei nuclei degli atomi potrebbe aver fatto un buon passo avanti con una nuova simulazione che mostra che potrebbero esistere particelle esotiche con sei quark. La simulazione è stata effettuata dai ricercatori del RIKEN.
I quark possono essere considerati come i mattoni della stessa materia visto che sono alla base della composizione degli stessi nuclei degli atomi. Questi ultimi sono formati da protoni e neutroni e questi, a loro volta, sono formati dai quark.

Dibarioni

Come spiega il comunicato del RIKEN, i fisici stanno dibattendo da tempo sull’eventuale esistenza di sistemi con due barioni, conosciuti anche come dibarioni. Fino ad ora ne hanno scoperto solo uno, il deuterone, un nucleo dell’idrogeno fatto da un protone da un neutrone legati leggermente. Altri dibarioni sono stati teorizzati ma la loro esistenza sembra essere troppo fugace per l’individuazione. Questo, però, non significa che non possono essere effettuate simulazioni per prevederne l’esistenza. Secondo Takuya Sugiura, infatti, potrebbero esistere diversi altri dibarioni. Eventuali altre scoperte di dibarioni potrebbero essere utili per capire come i quark vanno poi a formare la materia.

Charm di-Omega

Sugiura hanno effettuato una simulazione in cui hanno previsto l’esistenza di un nuovo dibarione, che hanno denominato charm di-Omega. Hanno usato la cromodinamica quantistica e calcoli su larga scala con l’ausilio di due supercomputer più potenti al mondo, il computer K e il supercomputer HOKUSAI. Sugiura spiega che lui il team sono stati in effetti molto fortunati ad aver potuto utilizzare questi supercomputer. La loro potenza di calcolo, infatti, ha ridotto di molto il tempo e dunque i costi per effettuare gli stessi calcoli. Nonostante questo, ci sono voluti diversi anni per effettuare la previsione relativa alla possibile esistenza dello charm di-Omega.

Studiare altri quark charm

I ricercatori ora stanno usando il supercomputer Fugaku, un supercomputer ancora più potente, per studiare altri quark charm. Lo scopo è sempre lo stesso: fare luce su come gli stessi quark si aggregano per poi formare le particelle che sono alla base degli atomi e di tutta la materia che vediamo.
Per ora hanno pubblicato uno studio su Physical Review Letters.

Note e approfondimenti

  1. Phys. Rev. Lett. 127, 072003 (2021) – Dibaryon with Highest Charm Number near Unitarity from Lattice QCD (DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.072003)

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