Quark charm

Quark charm
Classificazione	Particella elementare
Famiglia	Fermioni
Gruppo	Quark
Generazione	Seconda
Interazioni	Forte, debole, elettromagnetica, gravità
Simbolo	c
Antiparticella	Antiquark charm (c)
Teorizzata	Sheldon Glashow,; John Iliopoulos,; Luciano Maiani (1970)
Scoperta	Burton Richter et al. (SLAC); (1974); Samuel Ting et al. (BNL); (1974)
Proprietà fisiche
Massa	1.29 GeV/c2 (2,30×10−27 kg)
Prodotti di decadimento	Quark strange, quark up
Carica elettrica	2/3 e
Carica di colore	Sì
Spin	1/2

Il quark charm (solitamente abbreviato in quark c) è un quark di seconda generazione con una carica elettrica positiva di +²⁄₃ e. Con 1,3 GeV (poco più della massa del protone) è il terzo per massa tra tutti i quark.

La sua esistenza fu ipotizzata nel 1964 da Bjorken e Glashow, ed inserita nel modello standard delle interazioni deboli nel 1970 dallo stesso Sheldon Glashow, da John Iliopoulos e Luciano Maiani. Fu osservato per la prima volta nel 1974 con la scoperta del mesone incanto J/ψ, contemporaneamente da un gruppo guidato da Burton Richter allo SLAC e da un gruppo guidato da Samuel C.C. Ting al Brookhaven National Laboratory (BNL).

Nell'agosto 2022, riesaminando 35 anni di ricerche, è stato provato che i protoni contengono charm quark. Sebbene la loro massa sia 1.5 volte quella del protone, quando sono contenuti al suo interno, essa vale solo la metà del composto.

Nel marzo del 2026 il CERN annuncia l'individuazione di una nuova particella composta da due quark charm e un quark down, osservando il suo decadimento in tre particelle più leggere. La massa della nuova particella è di 4 volte maggiore a quella di un protone, e una durata di vita limitata, il che lo rende difficile da osservare.

Questo è stato possibile in seguito all'aggiornamento del LHCb, quindici volte più sensibile e veloce nella raccolta di dati rispetto a prima. Nonostante la difficoltà di riproduzione dell'esperimento e della creazione di questa particella, la scoperta apre le porte a nuovi studi nel campo.

Adroni che contengono quark charm

Tra gli adroni che contengono quark charm, si includono:

I Mesoni D, che contengono un quark charm (o la sua antiparticella) e un quark down o up.
I Mesoni Ds, che contengono un quark charm e uno strange.
Ci sono molte particelle che possiedono stati charmonium, per esempio la particella J/ψ. Queste sono composte da un quark charm e dalla sua antiparticella.
Sono stati osservati barioni charm, e chiamati in maniera analoga ai barioni strange.

Note

↑ B.J. Bjorken, S.L. Glashow, Elementary particles and SU(4), in Physics Letters, vol. 11, 1964, pp. 255-257, DOI:10.1016/0031-9163(64)90433-0.
↑ S.L. Glashow, J. Iliopoulos, L. Maiani, Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry, in Physical Review D, vol. 2, 1970, pp. 1285-1292, DOI:10.1103/PhysRevD.2.1285.
↑ J.-E. Augustin et al., Discovery of a Narrow Resonance in e⁺e⁻ Annihilation, in Physical Review Letters, vol. 33, 1974, p. 1406, DOI:10.1103/PhysRevLett.33.1406.
↑ J.J. Aubert et al., Experimental Observation of a Heavy Particle J, in Physical Review Letters, vol. 33, 1974, p. 1404, DOI:10.1103/PhysRevLett.33.1404.
↑ (EN) Surprise! Protons Contain a Subatomic Particle That’s Heavier Than the Proton Itself, su popularmechanics.com, 30 agosto 2022. Ospitato su Nature.
↑ (EN) LHCb Collaboration discovers new proton-like particle, su CERN, 16 marzo 2026. URL consultato il 17 marzo 2026.

Bibliografia

(EN) Richard Feynman, The reason for antiparticles, in The 1986 Dirac memorial lectures, Cambridge University Press, 1987, ISBN 0-521-34000-4.
(EN) Richard Feynman, Quantum Electrodynamics, Perseus Publishing, 1998, ISBN 0-201-36075-6.
Richard Feynman, QED: La strana teoria della luce e della materia, Adelphi, ISBN 88-459-0719-8.
(EN) Steven Weinberg, The quantum theory of fields, Volume 1: Foundations, Cambridge University Press, 1995, ISBN 0-521-55001-7.
(EN) Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc e Gilbert Grynberg, Photons and Atoms: Introduction to Quantum Electrodynamics, John Wiley & Sons, 1997, ISBN 0-471-18433-0.
(EN) J. M. Jauch e F. Rohrlich, The Theory of Photons and Electrons, Springer-Verlag, 1980, ISBN 0-201-36075-6.

Voci correlate

Controllo di autorità	GND (DE) 4239869-1

Portale Quantistica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di quantistica

[1] B.J. Bjorken, S.L. Glashow, Elementary particles and SU(4), in Physics Letters, vol. 11, 1964, pp. 255-257, DOI:10.1016/0031-9163(64)90433-0.

[2] S.L. Glashow, J. Iliopoulos, L. Maiani, Weak Interactions with Lepton–Hadron Symmetry, in Physical Review D, vol. 2, 1970, pp. 1285-1292, DOI:10.1103/PhysRevD.2.1285.

[3] J.-E. Augustin et al., Discovery of a Narrow Resonance in e⁺e⁻ Annihilation, in Physical Review Letters, vol. 33, 1974, p. 1406, DOI:10.1103/PhysRevLett.33.1406.

[4] J.J. Aubert et al., Experimental Observation of a Heavy Particle J, in Physical Review Letters, vol. 33, 1974, p. 1404, DOI:10.1103/PhysRevLett.33.1404.

[5] (EN) Surprise! Protons Contain a Subatomic Particle That’s Heavier Than the Proton Itself, su popularmechanics.com, 30 agosto 2022. Ospitato su Nature.

[6] (EN) LHCb Collaboration discovers new proton-like particle, su CERN, 16 marzo 2026. URL consultato il 17 marzo 2026.