L’hanno trovato. Finalmente.
Il mesone Bc*+. Non solo il normale Bc+, ma il suo cugino eccitato. Esiste alla Large Hadron Luminosity Frontier del CERN.
Ecco la configurazione. Conosci i protoni. Conosci i neutroni. Sono adroni, costituiti da quark tenuti insieme dalla forza forte come una colla che non si asciuga mai. Di solito, queste cose sono disponibili in due gusti. Barioni. Tre quark. O mesoni. Un quark. Un antiquark. Semplice. Pulito.
Solo che non lo è sempre.
Alcuni mesoni hanno un peso elevato. Quark di fascino. Quark inferiori. Sono i topi da laboratorio della fisica nucleare. Lasciamoci sbirciare sotto il cofano della forza forte. Quella forza li lega. Non capiamo ancora del tutto come.
Il mesone Bc+? È speciale. Due giocatori pesanti. Un quark fascino. Un antiquark di fondo. Ma la squadra voleva uno stato di eccitazione. Il Bc*.
Quindi hanno fracassato i protoni contro altri protoni. Difficile.
Il Bc*+ è instabile. Fragile. Decade quasi istantaneamente in Bc+ e in un fotone. Se vedi insieme il fotone e i frammenti di decadimento, ne hai la prova. Una pistola fumante.
Solo che il fotone è timido.
Il divario di massa è minuscolo. Solo un briciolo di differenza. Il fotone risultante non trasporta quasi energia. Invisibile ai rilevatori standard. Troppo tranquillo. Troppo basso.
Sapevi che le tecniche standard di identificazione dei fotoni hanno fallito qui? Guardarono oltre.
Il team ATLAS ha dovuto essere creativo. Non hanno cercato direttamente il fotone. Hanno cercato la sua ombra.
Hanno osservato la conversione dei fotoni all’interno del rilevatore di tracciamento. Trasformandosi in un elettrone e un positrone. Un paio di tracce. A partire dallo stesso punto. Ma sfollato. Non nel momento dell’incidente originale.
Tracce a basso consumo energetico. 100 Me di moto trasversale. Inferiore a quello che normalmente interessa ad ATLAS. Hanno creato uno strumento di ricostruzione personalizzato. Una procedura dedicata per trovare i fantasmi.
Ha funzionato.
La differenza di massa? 64,5 MeV. Più o meno 1,4.
“Nei limiti della teoria”, hanno detto. Ma non perfettamente allineato con la matematica più recente ad alta precisione. Abbastanza vicino. Vicino.
Nutre i modelli. Rende più nitida l’immagine della forza nucleare forte. Forse leggermente. Forse non è ancora abbastanza.
L’articolo arriva in Physics Review Letters. Another brick in the wall. Un altro indizio su come l’universo resta unito. Oppure no.
Cerchiamo modelli. Troviamo piccole deviazioni. Allora continuiamo a distruggere le cose.
