Una nuova particella candidata alla materia oscura

Mentre gli effetti gravitazionali della materia oscura sono osservabili, non sappiamo ancora cosa sia o da dove possa venire. Questa massa invisibile, la cui esistenza fu suggerita per la prima volta dall’astronomo Jacob Kapteyn nel 1922, si pensa che costituisca poco più del 25% della massa totale del nostro Universo. Un team di ricercatori inglesi ritiene che una particella scoperta nel 2014 possa essere un candidato promettente, chiamato “d-star hexaquark” o d*(2380). Questa particella elementare, che potrebbe essere un elemento costitutivo della materia oscura, è – come suggerisce il nome – composta da quark.

Quark?

I quark sono particelle elementari che costituiscono il nucleo dell’atomo e le cui associazioni formano i protoni e i neutroni del nucleo. Quando due gruppi di tre quark sono raggruppati insieme, otteniamo quello che si chiama un barione. Questi barioni costituiscono la maggior parte della materia osservabile nell’Universo: tu, io, la tua casa… Non sorprende che quando sei quark formano un gruppo, lo chiamiamo un dibario (una coppia di barioni), o… un esaquark, un nome logico. Quindi il nostro amato d*(2380) è un insieme di sei quark.

Ma aspettate, non è ancora finita. Queste particelle sono anche bosoni, particelle il cui spin (momento angolare intrinseco di una particella) è intero. Obbediscono alla statistica di Bose-Einstein, un quadro teorico che descrive il comportamento delle particelle. E nel nostro caso, questo significa che un raggruppamento di d*(2380) formerà quello che si chiama un condensato di Bose-Einstein.

Nome di un quark. Il quark si riferisce al romanzo Finnegans Wake dell’irlandese James Joyce. Il libro del 1939 è scritto in una lingua che mescola il gaelico e l’inglese con parole inventate. Difficile da leggere, si dice che abbia ispirato scrittori come Beckett e Queneau. Lo scopritore del Quark, il fisico americano Murray Gell-Mann – vincitore del premio Nobel per la fisica nel 1969 – fu ispirato da una frase del libro: “Tre quark per Muster Mark”. Questa onomatopea è stata usata qui per far rima con Mark! È diventata una parola comune in fisica… e uno degli ingredienti di base dell’Universo. Perché è la combinazione di diversi quark che forma le particelle composite chiamate mesoni, che hanno vita molto breve.
Di Azar Khalatbari

Condensato di Bose-Einstein

Un condensato di Bose-Einstein, noto anche come il quinto stato della materia, si forma quando un gas di bosoni a bassa densità viene raffreddato a temperature vicine allo zero assoluto. A queste temperature, i bosoni adottano tutti lo stesso stato quantico e alla fine creano una specie di onda quantica macroscopica.

Se tali gas d*(2380) galleggiavano nell’Universo primordiale mentre si raffreddava dopo il Big Bang, avrebbero potuto unirsi per formare condensati di Bose-Einstein. E sono questi condensati di esaquark che gli scienziati ritengono essere la natura stessa della materia oscura.

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