Il team di fisici che lavora alla collaborazione LHCb al CERN ha scoperto che i quark bottom hanno maggiori probabilità di esistere nei barioni rispetto ai mesoni poiché aumenta la densità dell’ambiente in cui esistono. Nel loro articolo pubblicato su Physical Review Letters, il gruppo descrive lo studio della produzione di quark b nelle collisioni protone-protone.
I quark sono particelle subatomiche che trasportano una carica frazionaria e si ritiene che siano gli elementi costitutivi degli adroni. Ricerche precedenti hanno suggerito che non possono esistere da soli:la teoria suggerisce invece che coesistano come coppie nei mesoni o come triplette nei barioni. In questo nuovo studio, il team svizzero ha scoperto che è più probabile che i quark bottom esistano nei barioni rispetto ai mesoni man mano che aumenta la densità delle particelle.
I quark bottom sono quark pesanti con una carica –1/3e; passano anche a quark di massa inferiore a una velocità relativamente lenta e sono il secondo quark più massiccio incluso nel Modello Standard che è alla base della fisica delle particelle. Forse ancora più notevole è che si ritiene che siano un prodotto del decadimento del bosone di Higgs.
Nel loro lavoro al Large Hadron Collider, i ricercatori stavano studiando i dati provenienti da diversi anni di collisione di protoni, che includevano le caratteristiche delle particelle che venivano rilasciate. Più specificamente, stavano esaminando i tassi di produzione di B 0 mesoni e A 0 b barioni con un singolo quark bottom e misurazione dei cambiamenti avvenuti nei loro tassi di produzione dopo le collisioni.
Hanno scoperto che A 0 b i barioni sono aumentati rispetto al B 0 mesoni su due eventi:aumento delle particelle cariche o diminuzione del momento trasverso. Le tendenze che hanno trovato suggerivano che il grado di densità avesse un impatto sulla probabilità dell'esistenza di quark bottom nelle vicinanze.
Più specificamente, più era denso, più era probabile che i quark bottom si trovassero tra i barioni piuttosto che tra i mesoni, rappresentando un'ulteriore prova della coalescenza, per cui i quark si combinano quando vengono frantumati insieme in certi modi. La scoperta, notano, va contro le teorie che suggeriscono che il consolidamento dei quark sia indipendente dall'ambiente.
Ulteriori informazioni: R. Aaij et al, Produzione migliorata di barioni Λb0 in collisioni pp ad alta molteplicità a s=13 TeV, Lettere di revisione fisica (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.081901
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