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Buon compleanno, J/psi

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L’11 novembre 1974, due team di scienziati – uno del Brookhaven National Laboratory e l’altro del SLAC National Accelerator Laboratory – annunciavano al mondo una scoperta epocale: l’identificazione della particella J/psi. Questo evento segnò una svolta nella fisica delle particelle, aprendo le porte a una nuova era e confermando che i quark sono i mattoni fondamentali della materia. A 50 anni da quella storica giornata, la scoperta della particella J/psi continua a essere celebrata come uno dei più grandi successi scientifici del XX secolo.

Una scoperta rivoluzionaria

Prima della scoperta della particella J/psi, la teoria dei quark, proposta nei primi anni ’60 da fisici come Murray Gell-Mann e George Zweig, era ancora oggetto di dibattito. Sebbene l’ipotesi dei quark fornisse una spiegazione convincente della struttura dei protoni e dei neutroni, mancavano prove concrete della loro esistenza come componenti fondamentali della materia. La scoperta della particella J/psi, che contiene un nuovo tipo di quark, il quark charm, fu la prova tanto attesa che consolidò la teoria. Questa particella, infatti, rese possibile dimostrare la validità della cromodinamica quantistica (QCD), la teoria delle interazioni forti che regola i quark.

J/psi

L’eroe della scoperta: il quark charm

La particella J/psi è costituita da una coppia di quark e antiquark charm, un tipo di quark che fino a quel momento era solo ipotizzato. Questa scoperta non solo confermava l’esistenza dei quark come unità fondamentali della materia, ma introduceva anche una nuova generazione di particelle subatomiche, ampliando la comprensione della struttura dell’universo. Il quark charm completò il puzzle delle quattro varietà di quark previste allora dalla teoria, aprendo la strada a ulteriori studi su altre particelle e antiparticelle.

Il premio Nobel e il ricordo di Samuel Ting

La scoperta della particella J/psi fu così significativa che nel 1976 Samuel Ting e Burton Richter, che avevano guidato i rispettivi team di ricerca, furono insigniti del Premio Nobel per la Fisica. In occasione del cinquantesimo anniversario, Ting ha condiviso un ricordo di quei giorni di intensa ricerca e tensione. “Fu un momento di grande emozione e soddisfazione per tutto il team. La scoperta della J/psi fu una conferma di anni di lavoro e di una teoria che sembrava ambiziosa ma, come poi si è visto, era assolutamente corretta”. Ting ha ricordato l’importanza del lavoro di squadra e la collaborazione tra i due laboratori, che permisero di arrivare simultaneamente alla stessa scoperta.

L’eredità della J/psi

Oggi, a cinquant’anni dalla scoperta, la particella J/psi rimane un simbolo di innovazione scientifica e di perseveranza. La sua identificazione ha aperto nuovi orizzonti nella fisica delle particelle e ha contribuito allo sviluppo del Modello Standard, la teoria che descrive le particelle fondamentali e le loro interazioni. Gli studi sulla J/psi e sui quark hanno inoltre gettato le basi per l’esplorazione di particelle ancora più complesse, come il bosone di Higgs.

Un messaggio per le nuove generazioni di fisici

La celebrazione del cinquantesimo compleanno della J/psi non è solo un tributo al passato, ma un incoraggiamento per il futuro. La fisica delle particelle continua a essere un campo di ricerca in continua evoluzione, con nuovi esperimenti e teorie che si sviluppano grazie al lavoro di giovani scienziati. Samuel Ting, nel ricordare i giorni della scoperta, ha espresso il suo auspicio che i fisici del futuro continuino a esplorare le domande fondamentali sull’universo e sulla sua struttura.

La scoperta della particella J/psi è una pietra miliare che ha segnato l’inizio di una nuova era nella fisica delle particelle. A cinquant’anni di distanza, il suo impatto sulla scienza e sulla conoscenza dell’universo è ancora vivo e continuerà a ispirare generazioni di scienziati. Buon compleanno, J/psi: il mondo della fisica non sarebbe lo stesso senza di te.

In copertina: foto  Brookhaven National Laboratory

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