Scolari
18th February 2010, 00:11
L'asimmetria mostrata dal rivelatore STAR suggerisce che i quark a carica positiva preferiscono emergere in verso parallelo al campo magnetico in un dato evento di collisione, mentre quelli carichi negativamente emergono di preferenza in verso antiparallelo.
Significative violazioni di simmetria in una “zuppa calda” di quark, antiquark e gluoni sono state prodotte e rivelate nelle collisioni più energetiche del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del Brookhaven National Laboratory del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti.
In particolare, i nuovi risultati, riportati sulla rivista Physical Review Letters, suggeriscono che le bolle formate all'interno della materia di quark potrebbero violare la simmetria di parità che normalmente è rispettata in modo rigoroso nelle interazioni di quark e gluoni.
La fisica delle particelle elementari aveva già previsto una maggiore probabilità di trovare simili bolle, o regioni locali, di violazione di simmetria a temperature estreme in prossimità delle transizione di fase.
Le collisioni più energetiche del RHIC creano tali condizioni estreme: la temperatura raggiunge valori pari a circa 250.000 volte maggiore di quelli presenti al centro del Sole, e la transizione verso una nuova fase della materia nota come plasma quark-gluonico. In particolare, quando i nuclei che collidono passano l'uno vicino all'altro, producono un campo magnetico estremamente intenso che facilita la rivelazione degli effetti della simmetria alterata.
L'asimmetria mostrata dal rivelatore STAR suggerisce che i quark a carica positiva emergano con maggiore probabilità in verso parallelo al campo magnetico in un dato evento di collisione, mentre quelli carichi negativamente emergono di preferenza in verso antiparallelo.
"In tutti i precedenti studi di sistemi governati dall'interazione forte tra quark e gluoni, si è trovato con un alto grado di precisione che gli eventi e le loro immagini allo specchio si presentano esattamente con la stessa probabilità, senza alcuna direzione preferenziale”, ha spiegato Steven Vigdor, che ha partecipato alla ricerca. "Per questo motivo il fenomeno osservato è estremamente interessante”.
I dati raccolti grazie a STAR suggeriscono la violazione di un'altra forma di simmetria, nota come carica-parità o CP, frutto della composizione della coniugazione di carica (sostituzione delle particelle con le rispettive antiparticelle) e dell'inversione di tutti gli assi spaziali. Secondo questo principio, un processo frutto dell'applicazione dell'operazione CP deve ricorrere in natura con la stessa probabilità.
Così come le violazioni di CP messe in luce in esperimenti precedenti, anche i segnali di quelle osservate grazie a STAR sono troppo deboli per rendere conto dell'asimmetria tra materia e antimateria osservata nell'universo attuale, ma forniscono un prezioso indizio di come queste violazioni possono avvenire.
"Le caratteristiche osservate con STAR sono in buon accordo qualitativo con le previsioni dei domini nella materia di quark ad alta temperatura”, ha concluso Vigdor. "La conferma di questo effetto e la comprensione di come si formino tali domini di simmetria violata nell'RHIC potrebbe consentire ai ricercatori di comprendere alcuni dei più fondamentali rompicapi dell'universo e sarà oggetto di intensi studi nei futuri esperimenti di questo acceleratore”.
Fonte: Lescienze
Significative violazioni di simmetria in una “zuppa calda” di quark, antiquark e gluoni sono state prodotte e rivelate nelle collisioni più energetiche del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) del Brookhaven National Laboratory del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti.
In particolare, i nuovi risultati, riportati sulla rivista Physical Review Letters, suggeriscono che le bolle formate all'interno della materia di quark potrebbero violare la simmetria di parità che normalmente è rispettata in modo rigoroso nelle interazioni di quark e gluoni.
La fisica delle particelle elementari aveva già previsto una maggiore probabilità di trovare simili bolle, o regioni locali, di violazione di simmetria a temperature estreme in prossimità delle transizione di fase.
Le collisioni più energetiche del RHIC creano tali condizioni estreme: la temperatura raggiunge valori pari a circa 250.000 volte maggiore di quelli presenti al centro del Sole, e la transizione verso una nuova fase della materia nota come plasma quark-gluonico. In particolare, quando i nuclei che collidono passano l'uno vicino all'altro, producono un campo magnetico estremamente intenso che facilita la rivelazione degli effetti della simmetria alterata.
L'asimmetria mostrata dal rivelatore STAR suggerisce che i quark a carica positiva emergano con maggiore probabilità in verso parallelo al campo magnetico in un dato evento di collisione, mentre quelli carichi negativamente emergono di preferenza in verso antiparallelo.
"In tutti i precedenti studi di sistemi governati dall'interazione forte tra quark e gluoni, si è trovato con un alto grado di precisione che gli eventi e le loro immagini allo specchio si presentano esattamente con la stessa probabilità, senza alcuna direzione preferenziale”, ha spiegato Steven Vigdor, che ha partecipato alla ricerca. "Per questo motivo il fenomeno osservato è estremamente interessante”.
I dati raccolti grazie a STAR suggeriscono la violazione di un'altra forma di simmetria, nota come carica-parità o CP, frutto della composizione della coniugazione di carica (sostituzione delle particelle con le rispettive antiparticelle) e dell'inversione di tutti gli assi spaziali. Secondo questo principio, un processo frutto dell'applicazione dell'operazione CP deve ricorrere in natura con la stessa probabilità.
Così come le violazioni di CP messe in luce in esperimenti precedenti, anche i segnali di quelle osservate grazie a STAR sono troppo deboli per rendere conto dell'asimmetria tra materia e antimateria osservata nell'universo attuale, ma forniscono un prezioso indizio di come queste violazioni possono avvenire.
"Le caratteristiche osservate con STAR sono in buon accordo qualitativo con le previsioni dei domini nella materia di quark ad alta temperatura”, ha concluso Vigdor. "La conferma di questo effetto e la comprensione di come si formino tali domini di simmetria violata nell'RHIC potrebbe consentire ai ricercatori di comprendere alcuni dei più fondamentali rompicapi dell'universo e sarà oggetto di intensi studi nei futuri esperimenti di questo acceleratore”.
Fonte: Lescienze