BESIII ha raccolto la più chiara catena di indizi sulla X(2370), particella dominata da una glueball: allo studio partecipa anche l’INFN.
Una possibile materia fatta di gluoni, radicalmente diversa da quella ordinaria, emerge dai risultati della collaborazione internazionale BESIII. Come spiega l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, la particella X(2370) presenta una serie di caratteristiche compatibili con una glueball pseudoscalare, cioè uno stato legato costituito prevalentemente da gluoni.
La materia che incontriamo normalmente è formata da atomi; nei nuclei, protoni e neutroni sono a loro volta composti da quark. I gluoni sono invece i mediatori dell’interazione forte che tiene insieme i quark. La cromodinamica quantistica prevede che i gluoni possano interagire anche tra loro e formare stati legati, ma la ricerca sperimentale di queste particelle prosegue da quasi cinquant’anni.
La X(2370) fu osservata per la prima volta da BESIII nel 2011 studiando i decadimenti della particella J/ψ. Nel 2024, grazie a un campione di circa dieci miliardi di J/ψ, gli scienziati hanno misurato spin e parità della X(2370), trovandoli coerenti con le previsioni teoriche per una glueball pseudoscalare. Le analisi più recenti hanno poi individuato nuove modalità di decadimento e la natura di “singoletto di sapore”, un elemento particolarmente significativo perché i gluoni, diversamente dai quark, non possiedono sapore.
Materia fatta di gluoni, che cosa indica il risultato di BESIII
La convergenza tra massa, numeri quantici e comportamento nei decadimenti porta BESIII a ritenere che la componente dominante della X(2370) sia una glueball. È la più chiara evidenza sperimentale ottenuta finora, ma il risultato viene presentato come identificazione di una particella dominata da questa componente, non come una semplificazione definitiva di una struttura che richiederà ulteriori verifiche.
L’esperimento opera al Beijing Electron Positron Collider II, in Cina, e riunisce circa 700 ricercatrici e ricercatori di 96 istituti in 15 Paesi. L’INFN partecipa con le sezioni di Ferrara, Perugia e Torino e con i Laboratori Nazionali di Frascati, contribuendo anche all’aggiornamento dello spettrometro attraverso il rivelatore CGEM.
La scoperta permetterebbe di verificare una proprietà fondamentale della cromodinamica quantistica alle basse energie: la possibilità che i mediatori della forza forte si leghino direttamente tra loro. È un ambito nel quale grandi infrastrutture e collaborazioni internazionali rendono osservabili fenomeni rarissimi, come avvenuto anche per il neutrino di energia record rilevato da KM3NeT.
I risultati sono stati presentati nell’agosto 2026 alla Conferenza internazionale di fisica delle alte energie e sottoposti a Physical Review Letters. La materia fatta di gluoni offre così un nuovo banco di prova sperimentale per una delle teorie fondamentali della fisica delle particelle.
