CERN/uni Zurigo: esperimento fa pensare a nuova forza fondamentale

L'infrastruttura del CERN dedicata all'esperimento LHCb. CERN sda-ats

(Keystone-ATS) Ricercatori dell’università di Zurigo (UZH) e dell’Organizzazione europea per la ricerca nucleare (CERN) di Ginevra hanno scoperto qualcosa che, se confermato, mette in discussione una legge fondamentale della fisica.

I risultati dell’esperimento LHCb rafforzano infatti gli indizi di una violazione della cosiddetta “universalità del sapore dei leptoni”. Si sospetta che sia in gioco una nuova forza fondamentale, ancora sconosciuta.

“Se confermata, sarebbe la più grande scoperta nella fisica delle particelle negli ultimi decenni”, ha detto Nico Serra al Tages-Anzeiger. Serra è professore di fisica sperimentale all’UZH e lavora, tra l’altro, al CERN su LHCb all’acceleratore di particelle Large Hadron Collider (LHC). “Abbiamo ancora troppo pochi dati di misura per sapere se la deviazione osservata dal Modello standard (MS) sia effettivamente presente o meno”. Il MS è la teoria fisica che descrive tre delle quattro forze della natura e tutte le particelle elementari ad esse collegate.

I risultati di LHCb sono stati presentati oggi in linea in una conferenza ai 55esimi incontri di Moriond e in un seminario al CERN, indicano due comunicati analoghi diramati da CERN e UZH.

Una quinta forza nella natura?

L’irregolarità presentata oggi è 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). I fisici hanno studiato il decadimento di particelle dette beauty quark – il linguaggio della fisica delle particelle, come con i sapori dei leptoni e la bellezza dei quark, non esita a fare riferimento a nozioni dell’esperienza quotidiana senza che vi sia riferimento alcuno con essa. Stando al Modello standard, i vari tipi di disintegrazione noti di questi quark dovrebbero avvenire con la stessa probabilità, ma così non è stato. Dal 2014 la discrepanza è stata rilevata anche in Giappone e negli Usa.

Se questo fenomeno fosse confermato, implicherebbe una rivoluzione della fisica con una rimessa in discussione del Modello standard. Si potrebbe immaginare una nuova forza fondamentale oltre alle quattro conosciute – gravitazione, elettromagnetismo, forza nucleare debole (responsabile della radioattività) e forza nucleare forte (che agisce all’interno dei nuclei atomici tenendo assieme protoni e neutroni).

Per ora nessuna certezza

Nella fisica delle particelle elementari, le osservazioni acquisiscono lo statuto di vere scoperte solo quando la probabilità che siano sbagliate, tenendo conto di tutti gli errori conosciuti, è inferiore a una su tre milioni, ossia allo 0,00003%. “È troppo presto per trarre una conclusione definitiva”, dice Serra, citato nel comunicato dell’UZH.

“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”, sottolinea Serra.