Pentaquark

Un pentaquark è una ipotetica particella subatomica composta da un gruppo di cinque quark (rispetto ai tre quark dei normali barioni e ai due dei mesoni), ed ha quindi ha numero barionico pari a 1 (4 × 1/3 − 1/3). Il modello a pentaquark descrive quindi barioni esotici.

Seguendo le idee di Jaffe risalenti agli anni '70 sulla possibile presenza di mesoni e barioni esotici, nel 1997 fu predetta l'esistenza di un decupletto di barioni esotici dai fisici russi Maxim Polyakov, Dmitri Diakonov, e Victor Petrov dell'Istituto di fisica nucleare di San Pietroburgo, ed in particolare predissero uno stato $\Theta ^{+}$ con quark di valenza $uudd{\bar {s}}$, massa di 1530 MeV ed una larghezza nell'ordine di 15 MeV.

Nel 2003 l'esperimento LEPS mostrò l'evidenza sperimentale di un barione esotico $\Theta ^{+}$ con stranezza e con massa pari a circa 1540 MeV (vedi tabella in fondo). Questo barione fu trovato nel processo $\gamma n\to nK^{+}K^{-}$ come un picco nella massa invariante di $nK^{\pm }$. Nell'anno seguente altri nove esperimenti mostrarono picchi in processi simili (i canali $nK^{\pm }$ e $p^{\pm }K^{0}$) nello stesso range di masse, con livelli di confidenza di $4\sigma$ o più. Altre risonanze furono scoperte di lì a poco, sebbene la loro esistenza sia mai stata confermata. Questi numerosi articoli furono seguiti da altrettanti in cui esperimenti ad alta statistica non confermarono l'esistenza di tali barioni esotici.

Nell'edizione del 2008 della Review of Particle Physics, il fisico C.G. Wohl scrive:

«(EN) The only advance in particle physics thought worthy of mention in the American Institute of Physics “Physics News in 2003” was a false alarm. The whole story—the discoveries themselves, the tidal wave of papers by theorists and phenomenologists that followed, and the eventual “undiscovery” —is a curious episode in the history of science.»

«(IT) L'unico progresso nella fisica delle particelle degno di menzione nel “Physics News in 2003” dell'Istituto Americano di Fisica è stato un falso allarme. L'intera storia — le scoperte stesse, l'ondata di articoli di teorici e fenomenologi che ne seguirono, e l'esclusione della loro esistenza — è un curioso episodio nella storia della scienza.»

Proprio il 14 luglio 2015 il CERN, attraverso l'acceleratore di particelle LHC, ha confermato l'esistenza di questa particella.

Voci correlate

• Particella elementare
• Lista delle particelle
• Materia esotica
• Tetraquark

Collegamenti esterni

• Seminario sul pentaquark tenutosi al XXVI Convegno Informale di Fisica Teorica di Cortona da Eberhard Klempt (formato .pdf - in inglese)