Il quark top è una piccola cosa unica.

È la particella fondamentale più pesante conosciuta, per i principianti. Sebbene 100 milioni di volte più piccolo di un atomo d'oro, ha più o meno la stessa massa. Ha anche una durata straordinariamente breve. Infatti, la vita di un quark top è così fugace, gli scienziati possono rilevare la sua presenza solo documentando una scia caratteristica di particelle lasciate mentre decade.

Ma più delle sue stranezze, il quark top può contenere la chiave per una comprensione più profonda del destino del nostro universo.

Se i ricercatori del Florida Institute of Technology, impiegando nuovi metodi pionieristici, sono in grado di determinare la massa del quark top ad un livello di precisione non ancora raggiunto, sposteranno la scienza più vicino alla comprensione se l'universo è stabile, come abbiamo a lungo creduto che fosse il caso, o instabile.

Stanno riesaminando la massa del quark top utilizzando i dati raccolti dal rivelatore Compact Muon Solenoid (CMS) al Large Hadron Collider (LHC), l'acceleratore di particelle più grande e potente del mondo con sede vicino a Ginevra, Svizzera.

Il quark top non riceve tanto amore quanto un'altra particella, il bosone di Higgs, che con il suo famoso campo quantistico è responsabile di dare a tutte le altre particelle la loro massa. Ma il quark top gioca un ruolo importante nel confermare la validità delle teorie alla base della fisica delle particelle e dello stato del nostro universo.

"Non molte persone parlano dell'universo come di un sistema quantomeccanico e delle masse delle particelle, ma si scopre che la stabilità del nostro universo come sistema quantistico dipende dalle masse del quark top e del bosone di Higgs, " ha detto Marc Baarmand, professore di fisica e scienze spaziali alla Florida Tech che studia il quark top e ha portato la ricerca LHC alla Florida Tech nel 2000. "Poiché le misurazioni non sono ancora molto precise, non siamo sicuri se stiamo vivendo in un universo stabile o metastabile.

"Le attuali misurazioni della massa dei quark top sono limitate dalle incertezze sistematiche provenienti sia dai dati che dalla teoria, " Ha continuato Baarmand. "Il nuovo metodo mira a una misurazione alternativa con ridotte incertezze sistematiche".

Una misurazione più precisa della massa del quark top, Baarmand ha aggiunto, "potrebbe anche aiutare ad aprire le porte a una nuova fisica, e forse potrebbe aiutarci a indicarci altre nuove particelle in futuro".

Oltre ai loro studi sulla massa del quark top, I ricercatori della Florida Tech guidati da Francisco Yumiceva, professore associato di fisica e scienze spaziali, costruito, calibrati e stanno azionando il rilevatore calorimetrico adroni, che misura l'energia delle particelle. Un'altra squadra, guidato da Marcus Hohlmann della Florida Tech, professore di fisica e scienze spaziali, sta sviluppando camere Gas Electron Multiplier, che misurano con precisione le traiettorie dei muoni. Questi ricercatori e i loro studenti studiano le particelle figlie prodotte dai quark top e dai bosoni di Higgs mentre decadono per capire meglio come queste importanti particelle si inseriscono nella grande struttura fisica dell'universo subatomico.