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SVIZZERA
02.06.21 - 08:000

Scienziati trovano le prove di una nuova forza della natura

L’esperimento LHCb al CERN fa pensare a una nuova forza fondamentale che potrebbe chiarire molti misteri dell’universo.

ZURIGO - I ricercatori dell’università di Zurigo (UZH) e del CERN di Ginevra hanno fatto una scoperta che, se confermata, potrebbe mettere in discussione il Modello standard delle particelle. I risultati dell’esperimento LHCb, infatti, consolidano le prove di una violazione della cosiddetta “universalità del sapore dei leptoni”, che può essere spiegata solo presupponendo una nuova forza fondamentale della natura.

L’anomalia era stata osservata la prima volta nel 2014 al CERN, ma non era mai stata così marcata come nell’esperimento LHCb (Large Hadron Collider beauty-Experiment), uno dei quattro grandi rilevatori situati lungo l’anello di 27 chilometri dell’LHC in corrispondenza di una delle quattro regioni di collisione. Il fenomeno in questione è un particolare decadimento dei mesoni B, particelle instabili e composte da due quark, uno più pesante chiamato quark beauty, e uno più leggero che troviamo anche nella materia ordinaria come protoni e neutroni.

L’esperimento LHCb ha investigato anche i decadimenti rari dei mesoni B in tre particelle, un kaone e due elettroni oppure un kaone e due muoni. Il Modello standard prevede che questi decadimenti debbano avvenire con la stessa frequenza, secondo una proprietà che va sotto il nome appunto di “universalità del sapore leptonico”, dove elettroni e muoni sono entrambi leptoni ma di “sapore” diverso. Le analisi hanno invece provato che questi due decadimenti non avvengono allo stesso ritmo, in particolare sembra che i mesoni B preferiscano il decadimento in elettroni piuttosto che quello in muoni.

Se questo fenomeno venisse confermato in via definitiva implicherebbe una rivoluzione nella nostra conoscenza della fisica delle particelle elementari, mettendo in discussione il Modello standard. L’anomalia non è infatti interpretabile attraverso le quattro interazioni fondamentali note, cioè gravitazionale, elettromagnetica, nucleare debole (responsabile della radioattività) e nucleare forte (che agisce all’interno dei nuclei atomici tenendo assieme protoni e neutroni), ma deriverebbe necessariamente da una quinta forza fondamentale, ancora sconosciuta.

«Se confermata, sarebbe la più grande scoperta nella fisica delle particelle negli ultimi decenni», ha dichiarato Nico Serra, professore di fisica sperimentale all’UZH che lavora al CERN sull’esperimento LHCb. «Abbiamo ancora troppi pochi dati di misura per sapere se la deviazione osservata dal Modello standard sia effettivamente presente o meno».

La cautela è quindi d’obbligo in questi casi. In effetti, quando si parla di fisica delle particelle elementari, le osservazioni acquisiscono lo statuto di vere scoperte scientifiche solo quando la probabilità che siano sbagliate è inferiore a una su tre milioni, ossia allo 0,00003%. «È tropo presto per trarre una conclusione definitiva. Ma l’esperimento LHCb dispone di tutti i presupposti per chiarire la possibile esistenza di effetti di una nuova fisica nei decadimenti dei beauty quark. Ciò di cui abbiamo bisogno sono molte più misurazioni», ha sottolineato Serra.

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