CMS: prima evidenza di produzione della particella X in collisioni relativistiche di ioni pesanti

Grazie ai risultati dell’esperimento CMS si stringe il cerchio intorno alla misteriosa particella X esistita nei primissimi istanti dell'universo: scoperta nel 2003 e faticosamente inseguita per quasi due decenni da fisici di tutto il mondo, ne è stata osservata per la prima volta la produzione all’interno di un plasma di quark e gluoni creato nell'acceleratore più grande del mondo, il Large Hadron Collider ((LHC) del CERN di Ginevra, allo scopo di riprodurre la 'zuppa primordiale' formata pochi milionesimi di secondi dopo il Big Bang.

La X(3872) è una particella esotica osservata per la prima volta dalla Collaborazione Belle, poi confermata e studiata da altri esperimenti a collider elettrone-positrone e adronici. I numeri quantici della X(3872), JPC = 1++, sono stati successivamente determinati dalla Collaborazione LHCb. La natura di questa particella, però, non è ancora completamente compresa e varie interpretazioni in termini di charmonio (uno stato legato di quark charm-anticharm), molecole D*(2010)0D0, stati a tetraquark e loro combinazioni sono state proposte. Ci si attende che la produzione e la sopravvivenza della X(3872) in un quark-gluon plasma (QGP), uno stato deconfinato di quark e gluoni, o nella fase adronica successiva al QGP, dipenda dalla struttura interna della particella stessa. Pertanto, lo studio dello stato X(3872) prodotto all’interno del QGP potrà essere utile a distinguere fra una configurazione a tetraquark compatta, di raggio ∼0.3 fm, ed uno stato molecolare con raggio maggiore di 1.5 fm. Inoltre, la misura del tasso di produzione della X(3872) potrà fornire utili indicazioni sui modelli di adronizzazione. Nell’esperimento CMS, la produzione della X(3872) viene studiata in collisioni piombo-piombo (Pb-Pb) ad energia del centro di massa di sqrt(sNN) = 5.02 TeV per coppia di nucleoni, utilizzando la catena di decadimento X(3872)--> J/Psi pi+pi- --> mu+mu- pi+pi- .

Al seguente link le dichiarazioni della dott.ssa Lucia Silvestris, responsabile nazionale dell’esperimento CMS: https://www.ansa.it/canale_scienza_tecnica/notizie/fisica_matematica/2022/01/25/trovata-la-particella-x-nella-zuppa-primordiale-dopo-il-big-bang-_f112c913-8511-4e6a-9399-9ce5ec1ee20b.html