Una crepa nel Modello Standard

Il Modello Standard, teoria che spiega le interazioni forte, debole ed elettromagnetica tra le particelle elementari, comincia a incrinarsi: un recente esperimento eseguito al Brookhaven National Laboratory, dimostrerebbe che il muone (particella subnucleare della famiglia dei leptoni) si comporta in maniera diversa rispetto a quanto previsto dalla teoria, che da 50 anni viene considerata il pilastro della fisica subnucleare. Se “l’anomalia” venisse confermata ci troveremmo dinanzi a una svolta epocale. Fisici europei e statunitensi, nell’ambito di un workshop internazionale tenutosi al Centro di cultura scientifica “Ettore Majorana” di Erice, hanno esaminato i risultati ottenuti nel laboratorio americano e tracciato i possibili scenari futuri. Già, perché questo risultato sorprendente affonda le sue radici in Italia. “L’idea di calcolare le interazioni delle particelle cariche con la materia è stata di Enrico Fermi nel 1924 (di cui quest’anno ricorre il centenario della nascita)”, ha ricordato Sebastian White, membro del gruppo di ricerca del “g-2 experiment” di Brookhaven. “Successivamente negli anni Sessanta un contributo importante al perfezionamento della disciplina è stato fornito dal gruppo del Cern di Ginevra guidato da Antonino Zichichi, che ha effettuato la misura di alta precisione del momento magnetico del muone, il cosiddetto fattore g-2”.

Lo studio condotto nel laboratorio americano conferma che “una prima analisi dei dati sembra provare un deviazione dal fattore g-2 (momento magnetico del muone) previsto dal modello standard”, dice ancora White. La certezza assoluta però si “potrà avere fra un paio di mesi, quando tutti i dati saranno analizzati”. White ritiene che il margine di errore dell’esperimento, dovuto, per esempio, a fluttuazioni statistiche, “sia intorno all’1 per cento”. L’anomalia del momento magnetico del muone è stata osservata sparando un fascio di queste particelle, creato da un sincrotrone (acceleratore), all’interno di un campo magnetico. I fisici si aspettavano che le “oscillazioni” fossero quelle previste dalla teoria del modello standard. Ma così non è stato. E se i dati previsti dal modello standard differiscono da quelli dell’esperimento, vuol dire che qualcosa non quadra. “L’ipotesi più ragionevole” spiega White, “è quella legata alla presenza di particelle a noi, finora, sconosciute, che abbiano potuto influenzare il comportamento del fascio di muoni all’interno del campo magnetico”.

Il risultato ottenuto nei laboratori statunitensi ha dato nuova linfa alla fisica teorica. Il modello standard potrebbe presto essere collocato in soffitta per far spazio a una nuova teoria: la supersimmetria, che prevede per ogni bosone un partner fermionico, una sorta di particella “ombra”. Il quark, per esempio, avrebbe come sua “ombra” lo squark. Finora nessuna particella supersimmetrica è stata mai scoperta dagli acceleratori. I fisici però non demordono. Anzi, dopo il “g-2 experiment” si sentono maggiormente motivati a dare la caccia alle particelle fantasma. La preda più prelibata si chiama neutralino. Alcuni fisici teorici ipotizzano che sia proprio il neutralino a comporre la materia oscura mancante. Una nuova fisica che vada oltre il modello standard sarebbe il sogno realizzato di molti fisici. Unificando le forze fondamentali della natura e includendo la gravità, al momento non contemplata appunto nel modello standard. E una delle ipotesi più battute per realizzare questa unione è quella di introdurre un nuovo tipo di simmetria, la supersimmetria, che mette insieme particelle di spin diverso.