Mesone J/Psi: differenze tra le versioni
Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
m r2.7.1) (Bot: Aggiungo pnb:J/ψ میزون |
m Bot: aggiungo template {{Collegamenti esterni}} (ref) |
||
(50 versioni intermedie di 27 utenti non mostrate) | |||
Riga 1:
{{Infobox_particella
|nome = Mesone J/
|immagine =
|dimensione =
|alternativo =
|didascalia =
|classificazione =[[Bosone (fisica)|Bosone]]
|composizione =
|famiglia = [[
|gruppo = [[
|generazione =
|interazione = [[Interazione forte|
|particella =
|antiparticella =
|status =
|teorizzata =
|scoperta = [[SLAC]]: [[Burton Richter]] et al. ([[1974]])<br />[[Brookhaven National Laboratory|BNL]]: [[Samuel Chao Chung Ting|Samuel Ting]] et al. ([[1974]])
|simbolo = J/ψ
|num_tipi =
|massa =
|vita_media = {{M|7,2|e=-21|ul=s}}
|larghezza = {{M|92,9|ul=keV/c2}}
|decay_particle =
|carica_elettrica = 0 [[carica elementare|e
|dipolo_elettrico =
|colore =
|spin = 1
|num_stati_spin =
}}
Il
La sua scoperta venne fatta indipendentemente da due gruppi di ricerca, uno allo [[Stanford Linear Accelerator Center]], capeggiato da [[Burton Richter]], e uno al [[Brookhaven National Laboratory]], condotto da [[Samuel Ting]] al [[Massachusetts Institute of Technology|MIT]].
== Contesto ==
A partire dal [[1969]], gli esperimenti di [[
Sul fronte teorico, le [[teoria di gauge|teorie di gauge]] con [[Rottura spontanea di simmetria|simmetria rotta]] divennero le prime
Tuttavia, una
== La Scoperta ==
I due gruppi sperimentali che scoprirono il mesone J/ψ utilizzarono due approcci completamente diversi.
Il gruppo guidato da S. Ting, composto quasi esclusivamente da fisici del [[Massachusetts Institute of Technology]] (MIT), operava all'acceleratore di protoni AGS del [[Brookhaven National Laboratory]] (BNL) a Upton (New York), [[Long Island]], [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]]. Il rivelatore era ottimizzato per la ricerca di risonanze con numeri quantici uguali a quelli del fotone (J<sup>CP</sup>=1<sup>--</sup>) attraverso i loro decadimenti in coppie di [[Elettrone|elettroni]] e [[Positrone|positroni]]. L'acceleratore AGS operava ad energie dei [[Protone|protoni]] fra i 28 e i 30 GeV, che incidevano su un bersaglio di [[Berillio]]. Il rivelatore era uno spettrometro (per la misura del momento delle particelle) a due bracci, disposti per rivelare [[Elettrone|elettroni]] emessi a 90 gradi nel sistema del centro di massa (14,6 gradi in laboratorio), con rivelatori di luce [[Effetto Čerenkov|Cherenkov]], [[Calorimetro (fisica delle particelle)|calorimetri]] al vetro al piombo per identificare gli elettroni e [[camere a fili]] per la ricostruzione delle tracce. La massa della particella prodotta nelle interazioni dei protoni veniva ricostruita dalla [[massa invariante]] della coppia elettrone-positrone generata dal suo decadimento. Questo esperimento era in grado i rivelare particelle con massa fra i 2 e i 5 GeV, la difficoltà sperimentale era dovuta alla grande risoluzione richiesta all'apparato per poter identificare risonanze molto strette e al necessario grado di separazione elettroni-[[Adrone|adroni]] (nelle interazioni protone-Berillio sono molti di più gli adroni prodotti che non gli elettroni). La J/ψ si manifestò con un picco di 242 eventi nella distribuzione delle masse invarianti ricostruite, con una larghezza di 20 MeV interamente dominata dalla risoluzione sperimentale.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=J. J.|cognome=Aubert|coautori=et al.|data=1974-12-02|titolo=Experimental Observation of a Heavy Particle $J$|rivista=Physical Review Letters|volume=33|numero=23|pp=1404-1406|doi=10.1103/PhysRevLett.33.1404|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.33.1404}}</ref>
Il gruppo guidato da B. Richter era composto da fisici delle Università di [[Università di Stanford|Stanford]] e [[Università della California - Berkeley|Berkeley]]. L'esperimento prendeva dati al collider di elettroni-positroni SPEAR allo Stanford Linear Accelerator Center ([[SLAC]]) a Stanford, [[California]]. I collider elettroni-positroni sono un tipo di acceleratori sviluppato da [[Bruno Touschek]] ai [[Laboratori nazionali di Frascati]] dell'[[Istituto nazionale di fisica nucleare|Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.]] Il rivelatore di Richter, Mark-I, era il progenitore di tutti i futuri esperimenti ai collider: a simmetria cilindrica, con rivelatori di tracce in campo magnetico, un sistema di [[tempo di volo]], [[Calorimetro (fisica delle particelle)|calorimetri elettromagnetici]] e camere per l'identificazione di muoni.
Questo apparato doveva sostanzialmente contare gli stati finali di coppie di adroni, o elettroni-positroni, o muoni-antimuoni, generati dalle collisioni elettrone-positrone. Da questo conteggio si può ricavare la sezione d'urto di produzione, dividendolo per la [[Luminosità (fisica delle particelle)|luminosità dell'acceleratore]] e l'efficienza del rivelatore. Quando l'energia dei fasci corrispondeva alla massa di una risonanza, la sezione d'urto aumentava di molto (fino ad un fattore quasi 1000 per la J/ψ). Questo richiedeva però una scansione molto fine delle energie dei fasci, in una prima scansione, a passi di 200 MeV, la risonanza era stata completamente mancata, e solo una successiva scansione, a passi di 2 MeV, motivata dalle notizie che arrivavano da Brookhaven, riuscì ad identificare la J/ψ<ref>{{Cita pubblicazione|nome=J. -E.|cognome=Augustin|coautori=et al.|data=1974-12-02|titolo=Discovery of a Narrow Resonance in e+e- Annihilation|rivista=Physical Review Letters|volume=33|numero=23|pp=1406-1408|doi=10.1103/PhysRevLett.33.1406|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.33.1406}}</ref>. La larghezza misurata, circa 2.1 MeV, era interamente dominata dalla dispersione dell'energia dei fasci , la larghezza fisica della J/ψ è infatti di 92,9 keV.
Ting e Richter annunciarono la scoperta lo stesso giorno e pubblicarono i lavori sulla stessa rivista. Ci volle circa un anno di intensa attività teorica per identificare la J/ψ come una risonanza composta da un quark charm e un quark anti-charm, e quindi come la scoperta di un nuovo sapore, il charm appunto.<ref>{{Cita web|url=https://www.asimmetrie.it/fascino-svelato?highlight=WyJyaWNodGVyIl0=|titolo=Fascino svelato|autore=Roberto Mussa|sito=Asimmetrie|data=2014|lingua=it-it}}</ref> Era anche la conferma sperimentale del [[meccanismo GIM]] proposto da [[Sheldon Glashow]], [[John Iliopoulos]] e [[Luciano Maiani]] nel 1970. Il [[Premio Nobel per la fisica|Premio Nobel della Fisica]] venne attribuito appensa due anni dopo la scoperta, nel 1976, per "''il lavoro pionieristico nella scoperta di un nuovo tipo di particella elementare pesante".''
=== La misura ai Laboratori Nazionali di Frascati. ===
Ai Laboratori Nazionali di Frascati era in funzione il collisore Adone, successore di AdA, il primo collisore di elettroni e positroni mai costruito al mondo. Adone era entrato in funzione nel 1970, prima di SPEAR a Stanford, ma era in grado di accelerare elettroni fino a 3.0 GeV, e non aveva mai superato i 2.8 GeV per ragioni di prudenza. Non era quindi in grado di produrre la J/ψ a 3.1 GeV. Quando la scoperta fu annunciata, i Laboratori di Frascati decisero di spingere Adone a 3.1 GeV, e in soli due giorni di presa dati fu identificato il mesone J/ψ. Per questo lavoro collaborarono tre diversi esperimenti operativi a Frascati: il Gamma-Gamma Group, il Magnet Experimental Group (MEA) e il Baryon-AntiBaryon Group. Il lavoro sperimentale<ref>{{Cita pubblicazione|nome=C.|cognome=Bacci|coautori=et al.|data=1974-12-02|titolo=Preliminary Result of Frascati (ADONE) on the Nature of a New 3.1-GeV Particle Produced in e+e- Annihilation|rivista=Physical Review Letters|volume=33|numero=23|pp=1408-1410|doi=10.1103/PhysRevLett.33.1408|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.33.1408}}</ref> fu ricevuto dalla rivista (si dice dettato per telefono) solo cinque giorni dopo i lavori di Ting e Richter, ma non poté evidentemente accreditarsi della scoperta perché eseguito dopo la proclamazione dei due esperimenti americani.
== Denominazione ==
A causa della scoperta quasi simultanea, il
| cognome = Zielinski
|
| titolo = Physics Folklore
| url = http://ed.fnal.gov/samplers/hsphys/folklore.html
| editore = QuarkNet
| data =
| mese = agosto
| anno = 2006
| accesso = 13
| lingua = en
| dataarchivio = 27 maggio 2010
| urlarchivio = https://web.archive.org/web/20100527185153/http://ed.fnal.gov/samplers/hsphys/folklore.html
| urlmorto = sì
}}</ref>. Inoltre le successive immagini tratte dalla [[camera a scintille]] riproducevano casualmente la forma di una Psi.
Ting assegnò alla particella il nome "J", la lettera precedente a "K", nome del già noto [[Kaone|mesone K]]. Tuttavia non si può giudicare ininfluente la somiglianza della "J" con il [[carattere cinese]] Ting (丁), il [[cognome cinese]] del ricercatore; inoltre J è anche l'iniziale del nome della prima figlia di Ting, Jeanne.
Dal momento che la comunità scientifica ha ritenuto ingiusto dare la priorità a uno dei due scopritori, le pubblicazioni successive hanno fatto riferimento alla particella come "J/ψ".
Il primo stato eccitato della J/ψ venne chiamato ψ'. È adesso definito come ψ(2S) o occasionalmente ψ(3686), indicando così rispettivamente il suo stato quantico o la massa in [[elettronvolt|MeV]].
{{cita web
| autore = Roos, M.
Riga 65 ⟶ 82:
| titolo = Naming schemes for hadrons
| url = http://pdg.lbl.gov/2007/reviews/namingrpp.pdf
| accesso
| lingua = en
}}</ref>. La "J" non è utilizzata, in quanto
Il nome ''[[
== Fusione J/ψ ==
In un [[materia di quark|mezzo]] [[cromodinamica quantistica|QCD]] caldo, quando la temperatura s'innalza ben oltre la
▲In un [[materia di quark|mezzo]] [[cromodinamica quantistica|QCD]] caldo, quando la temperatura s'innalza ben oltre la [[temperatura di Hagedorn]], si prevede che J/ψ e le sue eccitazioni fondano.<ref>
{{cita pubblicazione
| autore = Matsui, T.
Riga 79 ⟶ 95:
| anno = 1986
| titolo = J/ψ suppression by quark-gluon plasma formation
| url =
| rivista = [[Physics Letters B]]
| volume = 178
Riga 85 ⟶ 101:
| doi = 10.1016/0370-2693(86)91404-8
| id = <!--{{bibcode|1986PhLB..178..416M}}//-->
| accesso
| lingua = en
}}</ref>
Infatti, invece della soppressione, è
{{cita pubblicazione
| autore = Thews, R.L.;
Riga 95 ⟶ 111:
| anno = 2001
| titolo = Enhanced J/ψ production in deconfined quark matter
| url =
| rivista = [[Physical Review C]]
| volume = 63
Riga 101 ⟶ 117:
| doi = 10.1103/PhysRevC.63.054905
| id = {{arXiv|hep-ph/0007323}}
| accesso
| lingua = en
}}</ref> negli [[Large Hadron Collider#Collisionatore ionico|esperimenti con ioni pesanti]]
{{cita pubblicazione
| autore = Schroedter, M.;
| coautori = Thews, R.L.; Rafelski, J.
| anno = 2000
| url =
| titolo = B<sub>c</sub>-meson production in ultrarelativistic nuclear collisions
| rivista = [[Physical Review C]]
Riga 115 ⟶ 131:
| doi = 10.1103/PhysRevC.62.024905
| id = {{arXiv|hep-ph/0004041}}
| accesso
| lingua = en
}}</ref><ref>
Riga 123 ⟶ 139:
| anno = 1999
| titolo = B<sub>c</sub> mesons as a signal of deconfinement
| url =
| accesso
| lingua = en
}}</ref>
== Modi di decadimento ==
I modi di decadimento adronico dei mesoni J/ψ sono fortemente soppressi a causa della [[regola di OZI]]. Questo effetto aumenta fortemente la durata della vita media della particella e in tal modo
== Bibliografia ==
<references/>▼
== Voci correlate ==
* [[Regola di OZI]]
* [[Mesone]]
* [[Plasma di quark e gluoni]]
* [[Relativistic Heavy Ion Collider]]
* [[Super Proton Synchrotron]]
==
{{interprogetto}}
▲<references/>
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
{{particelle}}
{{Controllo di autorità}}
{{portale|fisica}}
[[Categoria:Mesoni]]
[[Categoria:Particelle elementari]]
[[Categoria:Quark]]
|