Famolo strano: l’esperimento Marathon getta una nuova luce sui nuclei atomici

La vita dello scienziato può essere metodica e povera di “colpi di scena” più di quanto si pensi. Spesso i ricercatori lavorano ad esperimenti che durano 10, 15, 20 anni senza raccogliere i frutti sperati, consegnando gran parte della loro carriera professionale al conseguimento di un risultato che non si realizza. A volte però, esperimenti lunghissimi rivelano risultati straordinari che in qualche misura ripagano di anni di applicazione, insuccessi, ripartenze.

E’ il caso dell’esperimento Marathon (il nome già è indicativo) durato oltre 20 anni dalla sua concezione alla pubblicazione dei risultati. L’obiettivo originale dell’esperimento era quello di misurare accuratamente la distribuzione dei quark, specialmente il quark down, in funzione della quantità di moto.

I quark sono particelle fondamentali della materia, tutto quello che riusciamo ad osservare è costituito da quark up, quark down ed elettroni. L’esperimento Marathon gestito dall’università di Adelaide, in Australia potrebbe essersi imbattuto in un nuovo paradigma su come sono costituiti i nuclei atomici. Il funzionamento dei quark in relazione alla quantità di moto di un protone è una sfida aperta da quando queste particelle elementari sono state scoperte circa 50 anni fa.

La cromodinamica quantistica, ovvero la teoria fisica che descrive l’interazione forte è messa in crisi da questa difficoltà di misurazione. Tutte le forze conosciute della natura possono essere ricondotte a quattro forze fondamentali: gravitazionale, elettromagnetica, forte e debole. Esse governano il modo in cui gli oggetti o le particelle interagiscono e come certe particelle decadono.

L’esperimento Marathon ha prodotto una nuova conoscenza su come siano effettivamente costruiti i nuclei atomici. Il professor Thomas dell’Università di Adelaide, coordinatore dell’esperimento, in collaborazione con ricercatori giapponesi, circa dieci anni fa, aveva intuito l’esistenza di un nuovo modo di comportarsi dei quark.

“Il nostro lavoro suggeriva che in un nucleo con un numero ineguale di neutroni e protoni il cambiamento nelle distribuzioni di quantità di moto dei quark up e down sarebbe stato diverso, un fenomeno noto come effetto CEM isovettore“, ha dichiarato il professor Thomas. L’analisi dei venti anni di lavoro sui dati di Marathon ha fornito il primo indizio sperimentale di questo effetto isovettore EMC.

L’analisi dei dati di Marathon accumulati in 20 anni di lavoro, ha fornito il primo indizio sperimentale dell’esistenza di questo effetto isovettore EMC. Secondo il professor Thomas che ha pubblicato lo studio ricavato dai dati di Marathon sulla rivista Physical Review Letters, questo primo risultato farà da apripista a nuove ricerche sperimentali in grado di dirci se davvero siamo di fronte ad un nuovo paradigma su come sono costruiti i nuclei atomici.

Fonti:

Phys.org

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