La ricostruzione del vertice primario di interazione nell'esperimento ALICE

1 Introduzione Secondo il modello cosmologico standard l’Universo per i primi 20–30 microsecondi della sua esistenza, quindi nei primi istanti dopo il Big Bang, si trovava in un particolare stato, molto caldo e denso, chiamato “Plasma di Quark e Gluoni” (Quark Gluon Plasma, QGP) in cui i costituenti fondamentali della materia apparivano liberi di muoversi e non ancora legati all’interno degli adroni [1]. Con il rapido espandersi e raffreddarsi del plasma hanno avuto origine protoni e neutroni che compongono i nuclei degli atomi e all’interno dei quali sono confinati i quark e i gluoni. I nuclei atomici hanno densità, indipendente dal numero dei nucleoni, dell’ordine di 10 14 g/cm 3 ; se si comprimesse un nucleo freddo fino ad aumentare di 10 volte la sua densità, i nucleoni si sovrapporrebbero, cessando di esistere come particelle distinte: quark e gluoni potrebbero considerarsi liberi in tutto il volume nucleare. Analogamente se, senza variare la densità del nucleo, si aumentasse la sua temperatura fino a valori dell’ordine di 10 12 K, centomila volte la temperatura al centro del sole, nelle interazioni tra i singoli nucleoni sarebbe disponibile una quantità di energia tale da aumentare, tramite la produzione di pioni, la densità adronica e la frequenza delle interazioni stesse; diventerebbe, a questo punto, impossibile far corrispondere un quark o un gluone ad un adrone. Queste condizioni di elevata densità o altissima temperatura sono realizzabili tramite collisioni tra nuclei pesanti ultrarelativistici: i nucleoni, interagendo, si comprimono, si