Ricerca

Nuovi studi mettono in crisi le strutture stesse della materia

Due studi indipendenti hanno evidenziato la presenza di sottostrutture inaspettate nelle componenti fondamentali di tutta la materia. I risultati preliminari, utilizzando un nuovo metodo di tagging, potrebbero spiegare l’origine del paradosso nucleare di lunga data noto come effetto EMC, identificato quasi 40 anni fa quando i ricercatori del CERN scoprirono qualcosa di sorprendente: protoni e neutroni legati in un nucleo atomico possono cambiare la loro composizione interna di quark e gluoni. Ma perché sorgono tali modifiche e come prevederle era rimasto un mistero. Ora, per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a misurare l’effetto EMC, compiendo un passo importante verso la risoluzione del mistero.

“Presentiamo i risultati iniziali e preliminari di una nuova misurazione trasformativa di un nuovo osservabile che fornisce una visione diretta dell’origine dell’effetto EMC”, ha affermato Tyler T. Kutz, ricercatore post-dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology e Zuckerman Postdoctoral Scholar presso l’Università di Tel Aviv, che rivelerà i risultati durante l’incontro.

“I risultati possono avere importanti implicazioni per la nostra comprensione della struttura della materia visibile”, ha detto Efrain Segarra, uno studente laureato al MIT che lavora all’esperimento. La ricerca potrebbe far luce sulla natura del confinamento, sulle interazioni forti e sulla composizione fondamentale della materia.

Intanto, un team del Fermilab ha trovato prove che l’asimmetria dell’antimateria svolge anche un ruolo cruciale nelle proprietà dei nucleoni, un’osservazione storica pubblicata all’inizio di quest’anno su Nature. Una nuova analisi indica che nel caso più estremo, un singolo antiquark può essere responsabile di quasi la metà della quantità di moto di un protone.

“Questo risultato sorprendente mostra chiaramente che anche a frazioni ad alto momento, l’antimateria è una parte importante del protone”, ha detto Shivangi Prasad, ricercatore presso l’Argonne National Laboratory. “Dimostra l’importanza degli approcci non perturbativi alla struttura del blocco di base della materia, il protone”.

“All’interno del protone, quark e antiquark sono tenuti insieme da forze nucleari estremamente forti, così grandi che possono creare coppie di quark antimateria-materia dallo spazio vuoto!” ha spiegato. Ma gli accoppiamenti subatomici esistono solo per un attimo fugace prima che si annichilino. I risultati dell’antiquark hanno rinnovato l’interesse per diverse spiegazioni precedenti per l’asimmetria dell’antimateria nel protone.