Grazie a un lavoro diligente, gli scienziati hanno trovato prove dell'esistenza di una quasiparticella, proposta per la prima volta come ipotesi quasi 50 anni fa: abrasione.
Un oderon è una combinazione di particelle subatomiche, non una nuova particella fondamentale, ma in alcune interazioni agisce come tale, e il modo in cui si inserisce negli elementi costitutivi fondamentali della materia rende la scoperta un enorme passo avanti per i fisici.
Alla fine, l'oderon è stato scoperto attraverso un'analisi dettagliata di due serie di dati, raggiungendo una probabilità di 5 sigma, che i ricercatori usano come soglia. Ciò significa che se l'oderon non esistesse, la possibilità di vedere un tale effetto nei dati per caso sarebbe di 1 su 3,5 milioni.
Particelle come protoni e neutroni sono costituite da particelle subatomiche più piccole: in parole povere, i quark sono "incollati insieme" con i gluoni, che trasportano la forza. L'accoppiamento di protoni in un acceleratore di particelle ci dà l'opportunità di esaminare la loro struttura interna, satura di gluoni.
Quando due protoni si scontrano ma in qualche modo sopravvivono alla collisione, questa interazione - un tipo di dispersione elastica - può essere spiegata dai protoni che si scambiano un numero pari o dispari di gluoni.
Se questo numero è pari, è opera di una quasiparticella pomerania. Un'altra opzione, che sembra verificarsi molto meno frequentemente, è la quasiparticella di oderon, un composto con un numero dispari di gluoni. Fino ad ora, gli scienziati non sono stati in grado di rilevare gli oderon negli esperimenti, sebbene la fisica quantistica teorica avesse previsto che avrebbero dovuto esistere.
Ricerca
I ricercatori hanno analizzato un'ampia serie di dati ottenuti dall'acceleratore di particelle Large Hadron Collider (LHC) in Svizzera e dall'acceleratore di particelle Tevatron negli Stati Uniti.
Milioni di punti dati sono stati studiati per confrontare le collisioni protone-protone o protone-antiprotone fino a quando gli scienziati non si sono convinti che stavano vedendo risultati - accoppiamenti di gluoni dispari - che sarebbero stati possibili solo se l'oderon fosse esistito.
Un confronto tra i due tipi di collisione ha rivelato una chiara differenza nello scambio di energia: questa differenza indica un oderon. Il team ha quindi combinato le misurazioni più precise con un precedente esperimento nel 2018 che ha rimosso alcune delle incertezze, consentendo loro di raggiungere per la prima volta un livello di confidenza di rilevamento così elevato.
La scoperta aiuta anche a colmare alcune lacune nell'attuale idea di cromodinamica quantistica, o QCD, un'ipotesi su come quark e gluoni interagiscono al livello minimo. Stiamo parlando dello stato della materia alle scale più piccole e di come tutto nell'universo si unisca.
Inoltre, secondo i ricercatori, la tecnologia specializzata sviluppata per tracciare l'oderon potrebbe trovare molte altre applicazioni in futuro: ad esempio negli strumenti medici. E sebbene questa ricerca non risponda a tutte le domande sugli oderons e su come funzionano, è la migliore prova che esistano. Esperimenti futuri con acceleratori di particelle forniranno ulteriori conferme e, senza dubbio, solleveranno ulteriori domande.
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