Permetterà di fare luce sulla materia e sulle forze fondamentali che la governano la nuova particella scoperta al Cern di Ginevra. Si tratta di una parente del protone, simile per struttura ma più pesante: a «tradire» la sua presenza è stato il decadimento in tre particelle più leggere, registrato grazie all’esperimento LHCb, uno dei principali esperimenti in funzione presso il Large Hadron Collider e attualmente coordinato dall’Italia con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Si tratta della prima particella scoperta utilizzando la versione aggiornata di LHCb, che ha permesso di incrementare la sua sensibilità e la velocità di acquisizione dei dati.
«L’aggiornamento ci consente di raccogliere ogni giorno una quantità di dati 15 volte maggiore rispetto a prima – dice Giovanni Punzi, ricercatore dell’Infn e professore all’Università di Pisa, che è il responsabile nazionale di LHCb – adesso vediamo queste particelle con molta più chiarezza e ciò genera molto entusiasmo. Ora stiamo già cercando altri membri della famiglia di questa nuova particella – prosegue Punzi – ci aspettiamo ancora interessanti evoluzioni in questo campo».
Le particelle come quella appena scoperta sono formate dai costituenti fondamentali della materia chiamati quark, dei quali esistono sei tipi diversi. Mentre il protone è formato da due cosiddetti quark up e un quark down, la nuova particella sostituisce i due quark up con due quark charm. «La struttura è simile a quella del protone – afferma Punzi – ma molto più pesante ed esotica, perché i quark charm non si trovano nella materia ordinaria ed è difficile produrli anche con acceleratori potenti come Lhc».
Le osservazioni sono in linea con le previsioni del Modello Standard, la teoria di riferimento della fisica moderna che descrive le particelle e le forze fondamentali della materia, e il risultato conferma la grande capacità della collaborazione internazionale di LHCb, dove la percentuale di ricercatori italiani coinvolti (19%) supera quella di tutti gli altri paesi.
«Si tratta di stati della materia molto particolari il cui comportamento è difficilmente prevedibile, e quindi osservarli non è affatto scontato», commenta Punzi. «Queste scoperte non sono solo una curiosità, ci permettono di capire meglio il comportamento dei quark e delle forze che li legano – continua il ricercatore dell’Infn – e dimostrano che l’approccio che stiamo seguendo con LHCb è quello giusto, incoraggiandoci a proseguire sulla stessa strada».
Per questo motivo, i ricercatori stanno già progettando un ulteriore miglioramento, che permetterà all’esperimento di raccogliere e analizzare i dati ancora più velocemente nell’ultima fase di vita dell’Lhc. Il rivelatore sarà, infatti, aggiornato per fornire anche misure temporali estremamente precise del passaggio delle particelle.I lavori inizieranno nell’estate 2026, in concomitanza con un lungo periodo di stop che durerà quattro anni e che permetterà di trasformare l’Lhc nell’High-Luminosity Lhc: il progetto aumenterà di un fattore 10 il numero di collisioni tra particelle, inaugurando una nuova era per la fisica delle alte energie.