Nuove scoperte dall’Lhc

Da qualche settimana ormai Lhc ha ripreso a lavorare, e se tutto andrà come sperato, le prime collisioni a 13 tera elettronvolt (la nuova potenza che dovrebbe raggiungere grazie agli upgrade degli scorsi due anni) inizieranno già il prossimo anno. Nel frattempo, i ricercatori del Cern continuano comunque a lavorare sui dati già raccolti, e a sfornare nuovi risultati. L’ultimo, pubblicato di recente su Nature, è la scoperta di due particelle subatomiche la cui esistenza era predetta da tempo dal cosiddetto modello standard della fisica delle particelle, ma che non erano mai state osservate in precedenza.

Le particelle in questione sono due mesoni B, unità sub-atomiche instabili formate da quark e antiquark, la cui esistenza (impossibile da verificare direttamente) può essere confermata unicamente osservandone il decadimento in altre particelle chiamate muoni. Il modello standard permette di fare delle previsioni piuttosto precise sulle loro caratteristiche e la loro velocità di decadimento, e per questo osservarli all’interno dell’Lhc è un’occasione per verificare i limiti della teoria.

“Da un punto di vista scientifico si tratta di roba grossa: tutti i puzzle della fisica potrebbero essere risolti, o essere condannati a rimanere per sempre un mistero, in base a quel che apprenderemo da questi decadimenti”, ha spiegato sulle pagine del Los Angeles Times Joel Butler, ricercatore dell’esperimento Compact Muon Solenoid (Cms) del Cern e coautore dello studio. “È un periodo fantastico per la fisica, in cui moltissime domande potrebbero trovare definitivamente risposta”.

I misteri a cui si riferisce Butler sono quelle aree grigie della realtà fisica che il modello standard non riesce ancora a spiegare in modo convincente: la materia oscura, impossibile da identificare ma che rappresenterebbe il 90% dell’intera massa dell’Universo; l’energia oscura, ovvero la forza di repulsione sconosciuta necessaria per spiegare la velocità crescente con cui si espande l’Universo; e l’antimateria, che secondo la teoria se presente in quantità uguale alla materia ne avrebbe dovuto causare l’annichilimento quasi totale.

In particolare, i nuovi risultati presentati dai ricercatori del Cern hanno permesso di identificare due particelle: il cosiddetto mesone B strange ( perché composto da un tipo particolare di quark definito strange), e un mesone B non-strange. La velocità di decadimento del mesone B strange, misurata con estrema precisione nel nuovo studio, è risultata perfettamente in linea con quanto previsto dalla teoria. Per il mesone B non-strange invece i risultati sono più interessanti, anche se per ora solamente preliminari.

“Il decadimento del mesone B non-strange, osservata dagli autori dello studio anche se con una minore significavità statistica, supera le previsioni del modello standard di quasi quattro volte – scrive Daria Zieminska, fisica dell’Università indiana di Bloomington, in un commento pubblicato su Nature – un risultato da tenere sotto controllo nei prossimi anni”.

Il risultato infatti potrebbe indicare l’esistenza di una superparticella, una particella gemella ma con massa maggiore, mai osservata sperimentalmente, la cui esistenza è postulata da una delle principali alternative al modello standard: la teoria della supersimmetria.

“Se i risultati verranno confermati sarà una scoperta molto interessante, ma per ora, la spiegazione migliore per i dati che abbiamo osservato è che si tratta di fluttuazioni statistiche”, ha aggiunto Butler. “Mettiamola così: i risultati hanno attirato la nostra attenzione”.

via Wired.it

Credits immagine: µµ/Flickr