Sono stati presentati in un seminario al CERN i frutti di una collaborazione internazionale LHCb - presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra - dove sono state osservate tre nuove particelle esotiche.  Si tratta di tre membri che si aggiungono a una lista sempre crescente di nuovi adroni trovati a LHC. Contestualmente, un'analisi di rilievo su una nuova specie di “pentaquark” è stata condotta in collaborazione con il prof. Alessandro Pilloni, ricercatore presso il Dipartimento MIFT di UniMe.

I quark sono particelle elementari che appaiono in sei “sapori” diversi: up, down, charm, strange, top e bottom. Di solito si combinano in gruppi di due o tre, per formare i cosiddetti “adroni”, tra cui troviamo i protoni e neutroni che compongono la materia ordinaria. In linea di principio, è possibile formare gruppi più grandi, come i cosiddetti “tetraquarks” o “pentaquarks”. Sebbene teorizzati più di sessant’anni fa, queste combinazioni esotiche sono state scoperte solo negli ultimi venti anni, grazie ai nuovi esperimenti ad alta statistica.

Il nuovo pentaquark annunciato oggi dalla collaborazione LHCb è stato osservato nell’analisi del decadimento di un mesone B carico, ed è composto da una coppia di quark-antiquark charm, e da un quark up, un down e uno strange. Questa è la prima osservazione di un pentaquark con un quark strano, che arricchisce la famiglia di pentaquarks osservati nel 2015 e 2019 sempre dal LHCb, dove il quark strange era sostituito da un quark up. Questa scoperta ha una significatività statistica di 15 deviazioni standard, molto oltre le 5 di solito richieste per sancire un’osservazione.

I modelli teorici che descrivono gli adroni esotici si dividono in due gruppi principali: quelli secondo cui gli adroni sono strutture compatte formate da quark fortemente legati, e quelli secondo cui i quark formano clusters di adroni ordinari che poi interagiscono debolmente, come accade nei nuclei atomici. Serviranno tempo e nuovi esperimenti per capire quale descrizione è la più fedele. 

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