Visualizza wikitesto di X(3872)

{{Infobox particella
| immagine =
| didascalia =
| nome = X(3872)
| composizione = {{Particella subatomica|Charm quark}}{{Particella subatomica|Charm antiquark}}{{Particella subatomica|Up quark}}{{Particella subatomica|Up antiquark}}
| famiglia = [[Adroni]]
| gruppo = [[Mesoni]]
| interazione = [[Gravità]], [[Interazione elettromagnetica|elettromagnetica]], [[Interazione debole|debole]], [[Interazione forte|forte]]
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| scoperta = [[Esperimento Belle]], [[2003]]
| massa = {{Val|3871,56|0,22|u=MeV/c2}}
| spin = 1
}}

La particella '''X(3872)''' è un [[adrone esotico|mesone esotico]] scoperto nel [[2003]]<ref>[http://www.lescienze.it/news/2003/11/20/news/scoperta_una_nuova_particella-587342 Le Scienze - Scoperta una nuova particella]</ref> dall'[[esperimento Belle]] e confermato successivamente dagli esperimenti [[Esperimento BaBar|BaBar]], [[Collider Detector at Fermilab|CDF]], [[Esperimento DØ|DØ]] e [[LHCb]].<ref>[https://inspirehep.net/record/634753 Observation of the narrow state X(3872)in collisions at 1.96 TeV. Phys.Rev.Lett. 93 (2004) 072001]</ref> Le sue proprietà non sono del tutto note, sebbene sia chiaro che questo mesone non possa essere considerato un [[quarkonio|charmonio]] standard, per via di numerose peculiarità.

==Scoperta==
La X(3872) è stata osservata per la prima volta dall'esperimento Belle al collider asimmetrico elettrone-positrone [[KEKB]]. Nelle collisioni sono generate numerose coppie di [[mesone B|mesoni B]], i quali decadendo possono produrre risonanze contenenti quark charm. In particolare il processo studiato è il seguente:

:<math>B^{\pm} \to K^{\pm} l^+ l^- \pi^+ \pi^-\,,</math>

dove i mesoni B carichi decadono in [[mesone K|mesoni K]], una coppia di leptoni ([[elettrone|elettroni]] o [[muone|muoni]]) e una coppia di [[pione|pioni]] carichi. La quantità studiata è la massa invariante<ref>{{cita web|url=https://agenda.infn.it/event/11985/attachments/8528/9600/cinematica-relativistica.pdf|titolo= 7.3 Massa invariante|accesso=18 giugno 2019}}</ref> dei leptoni e dei pioni meno la massa invariante dei leptoni:

:<math>\delta M = M(ll\pi\pi)-M(ll)\,.</math>

La distribuzione attesa per questa quantità era una curva continua con un picco in corrispondenza a <math>\delta M=589\,MeV</math>, dovuto al contributo del processo:

:<math>B^{\pm} \to K^{\pm} \psi(2S) \to K^{\pm} \left( J/\psi \,\pi^+ \pi^- \right) \to K^{\pm} \left( (l^+l^-) \pi^+ \pi^- \right)</math>

in cui è prodotto un mesone <math>\psi(2S)</math>.

Oltre al picco della <math>\psi(2S)</math>, si osservò sperimentalmente un ulteriore picco a <math>\delta M=775\,MeV</math>, corrispondente alla presenza di una particella (chiamata temporaneamente '''X''') di massa 3872 MeV, che partecipa al processo in modo analogo al mesone <math>\psi(2S)</math>:

:<math>B^{\pm} \to K^{\pm} X \to K^{\pm} \left( J/\psi \,\pi^+ \pi^- \right) \to K^{\pm} \left( (l^+l^-) \pi^+ \pi^- \right)</math>

Il picco ha una larghezza inferiore alla risoluzione sperimentale, ponendo quindi un limite superiore alla larghezza della risonanza di 3 MeV.

Negli anni successivi ulteriori misure hanno portato alla determinazione delle larghezze di decadimento in alcuni canali. Per lungo tempo i numeri quantici J<sup>PC</sup> della X(3872) sono rimasti ignoti: le due ipotesi più probabili furono 1<sup>++</sup> e 2<sup>-+</sup>, determinati dallo studio della distribuzione angolare dei leptoni e dei pioni nello stato finale. Nel febbraio 2013 la collaborazione [[LHCb]] ha pubblicato uno studio<ref>[https://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i22/e222001 LHCb collaboration: Determination of the X(3872) Meson Quantum Numbers] ([https://arxiv.org/abs/arXiv:1302.6269 ArXiv])</ref> che favorisce nettamente l'ipotesi 1<sup>++</sup>.

Il valore della [[coniugazione di carica|C-parità]] della X(3872) è sicuramente positivo, a causa dell'osservazione del decadimento <math>X \to J/\psi\,\gamma</math>.

==Interpretazione==
Le caratteristiche della X(3872) rendono impossibile la sua identificazione con un charmonio standard. Le due caratteristiche più importanti sono:
* la ridotta larghezza totale della risonanza: infatti i charmoni standard al di sopra della soglia di [[open-charm]] hanno larghezze tipicamente superiori a 10 MeV;
* la forte violazione di [[isospin]] riscontrata nei suoi decadimenti: infatti le larghezze parziali dei decadimenti <math>X \to J/\psi\,\omega</math> e <math>X \to J/\psi\,\rho^0</math> sono dello stesso ordine di grandezza, sebbene i due stati finali abbiano valori di isospin totale rispettivamente pari a 0 e 1; i charmoni standard sono stati a isospin totale nullo (non contengono [[quark (particella)|quark]] up o down), quindi se la X fosse un charmonio standard il decadimento in <math>J/\psi\,\rho^0</math> dovrebbe essere fortemente soppresso.

Le interpretazioni attualmente favorite sono quelle di [[molecola mesonica|molecola di mesoni]] D e D<sup>*</sup> e di [[tetraquark]], sebbene non ci sia attualmente un accordo nella comunità scientifica.

==Note==
<references/>

== Voci correlate ==
*[[Adrone esotico]]
*[[Modello a quark costituenti]]
*[[Cromodinamica quantistica]]

{{particelle}}
{{portale|fisica}}
{{NoDisambiguante}}

[[Categoria:Mesoni]]