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Dopo oltre dieci anni di lavoro, un esperimento rivoluzionario ha finalmente sollevato il velo sull’intricato universo che si nasconde all’interno dei neutroni, gettando nuova luce sulla complessità della materia.
I dati provengono dal Central Neutron Detector del Thomas Jefferson National Accelerator Facility (TJNAF), negli Stati Uniti, e hanno già iniziato a tracciare una mappa quantistica del “motore” che alimenta i neutroni.
I neutroni, insieme ai protoni, formano il nucleo degli atomi, ma la loro struttura interna non è così ordinata come potrebbe sembrare. Dentro queste particelle si agita un vero e proprio uragano quantistico, con quark e gluoni che interagiscono in modo caotico. Comprendere queste dinamiche non è semplice, ma è fondamentale per risolvere antichi misteri della fisica, come quello della “crisi dello spin”.
Per decifrare questo caos, i fisici hanno usato fasci di elettroni per colpire le particelle nucleari e osservare come reagiscono. Tuttavia, studiare i neutroni si è rivelato una sfida enorme: i frammenti di neutroni si disperdono ad angolazioni che sfuggivano ai rilevatori tradizionali. È per questo che nel 2011 è stato avviato lo sviluppo di un nuovo rilevatore, installato nel 2017 e finalmente operativo dal 2019.
Grazie a questo strumento avanzato e a sofisticati filtri di machine learning, i ricercatori sono riusciti a ridurre il “rumore” dei dati e isolare dettagli cruciali sul comportamento dei neutroni. Un risultato chiave riguarda la distribuzione dei partoni, particelle elementari che compongono i neutroni, e il loro legame con lo spin nucleare, una proprietà ancora poco compresa.
