Dal caos apparente alla coerenza quantistica: cosa rivelano i nuovi modelli di dipolo
L'ordine nascosto tra quark e gluoni dinamici: lo studio delle collisioni protoniche ad alta energia e dell'entropia tramite i modelli di dipolo del Large Hadron Collider (LHC).
Large Hadron Collider (LHC) sta studiando le collisioni ad alta energia tra protoni. Quelle che Mirage News definisce un caos di quark, gluoni e particelle virtuali brevissime. Solo all’inizio appaiono complesse, i dati sperimentali mostrano più stabilità e un ordine sottostante descrivibile con modelli sofisticati.
La ricerca vede l’impegno di importanti fisici nucleari, come il Prof. Krzysztof Kutak e il Dr. Sandor Lokos. Lavorano presso l’Istituto di Fisica Nucleare dell’Accademia Polacca delle Scienze. Insieme hanno confrontato l’entropia dei quark e dei gluoni nella fase iniziale con quella degli adroni prodotti e rilevati.
La ricerca puntava a comprendere il disordine nella fase dei partoni e la sua differenza rispetto alla fase adronica. Il team ha ricostruito dinamiche prima complesse e poi più stabili grazie ai modelli di dipolo. Ogni gluone è come un dipolo quark-antiquark legato da una carica di colore. Si è arrivati così a definire l’entropia dei sistemi densi di gluoni.
Dieci anni di ricerche sulle dinamiche nucleari: dati da ALICE, ATLAS, CMS e LHCb confermano il modello generalizzato su energie da 0,2 a 13 TeV
Kutak e il Dr. Pawel Caputa sono riusciti anche ad aggiornare i modelli. Hanno introdotto energie di collisioni più basse, i loro effetti e le equazioni dei dipoli alla teoria della complessità. I dati sperimentali poi elaborati provengono da ALICE, ATLAS, CMS e LHCb. Gli studiosi hanno lavorato su un intervallo di energie da 0,2 a 13 TeV. Hanno così confermato che il modello generalizzato descrive meglio le collisioni rispetto alle versioni precedenti.
“Nella fisica delle alte energie, i cosiddetti modelli di dipolo sono stati utilizzati per un certo periodo per descrivere l’evoluzione dei sistemi densi di gluoni. Questi modelli presuppongono che ogni gluone possa essere rappresentato da una coppia quark-antiquark che forma un dipolo di due colori – qui non stiamo parlando di colori ordinari, ma della carica di colore che è una proprietà quantistica dei gluoni. I modelli di dipolo basati sul numero medio di adroni prodotti in una collisione ci permettono di stimare l’entropia dei partoni”, ha raccontato il professor Kutak di Cracovia, esperto di entropia e sistemi quark-gluoni. In questo settore a cui dedica ricerche e analisi da molti anni.
