Ancora non ne siamo certi, ma forse la fisica è alle porte di una svolta. Così affermano i ricercatori del Large Hadron Collider (Lhc) del Cern di Ginevra, protagonista sempre di nuove scoperte di fisica delle particelle. Oggi, infatti, gli scienziati di Lhcb (Large Hadron Collider beauty) – uno degli esperimenti di Lhc – hanno identificato alcune particelle che non si comportano come dovrebbero, o meglio come prevede il modello standard, un pilastro della fisica che descrive la materia per come la conosciamo, con le forze fisiche che la regolano e le particelle elementari associate, che la sostengono. Il condizionale e l’uso di formule dubitative (come il forse all’inizio) è d’obbligo dato che gli scienziati stessi indicano che è ancora presto per dire che si tratti di una reale deviazione dal Modello Standard, che vada oltre questa centrale teoria. La ricerca, cui ha preso parte il grandissimo gruppo della Lhcb Collaboration, non è ancora ufficialmente pubblicata anche se disponibile in preprint su arXiv. I risultati sono appena stati annunciati alla conferenza di fisici Moriond (le Rencontres de Moriond) in Francia.
Lhc e le particelle beauty
Il nome Lhcb (Large Hadron Collider beauty) viene da quark beauty, un tipo di particella elementare – di quark – studiata dall’esperimento. Secondo il modello standard della fisica i quark beauty decadono in muoni oppure in elettroni con la stessa probabilità, ovvero in uguale misura. I muoni sono particelle elementari simili agli elettroni ma con massa circa 200 volte superiore. I risultati riportati oggi dai fisici di Lhc e in particolare di Lhcb stravolgerebbero questa regola del Modello Standard, dato che sembrano indicare che in un evento osservato dall’esperimento il tasso (la percentuale) di decadimento del quark beauty non è uguale fra muoni e elettroni.
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A quanti sigma siamo?
Ma i fisici stessi richiamano alla cautela e rimarcano che ancora non c’è la conferma di questa anomalia e non c’è la certezza che possa aprirsi un’altra porta della fisica, oltre al Modello Standard, ancora non varcata. La significatività statistica (una forma di misura della precisione) di questo risultato è ad oggi pari a 3,1 sigma – chi ha seguito la vicenda del bosone di Higgs ricorderà la questione dei 5 sigma, una soglia statistica molto elevata. Ancora, dunque, non siamo a quel livello di accuratezza, anche se parlare di 3,1 sigma equivale a dire che la probabilità che i dati siano ancora compatibili e rientrino nel Modello Standard è dello 0,1%, piuttosto bassa (con 5 sigma si arriva allo 0,000028%).
Se quest’anomalia, chiamata violazione dell’universalità del sapore dei leptoni sarà confermata, “questo risultato richiederà la presenza di un nuovo processo fisico”, spiega Chris Parkes, docente all’università di Manchester e ricercatore al Cern, che è spokesperson dell’esperimento Lhcb, “come l’esistenza di nuove particelle o interazioni fondamentali“.
“In attesa della conferma di questi risultati”, commenta Michael McCann dell’Imperial College London, che ha preso parte alla scoperta, “spero che potremo un giorno guardare indietro a questo momento come a un punto di svolta, in cui abbiamo iniziato a poter rispondere ad alcune questioni fondamentali”. Insomma, si rimane prudenti ma con la speranza che sia davvero l’inizio di una nuova pagina della fisica.
Il modello standard, il pilastro della fisica
Il modello standard è la teoria fisica che racchiude le conoscenze che abbiamo sulla materia, dalle interazioni alle particelle che sono alla base. In particolare, il modello standard descrive tre delle quattro interazioni fondamentali note (l’interazione elettromagnetica, quella debole e quella forte, ma non la gravitazionale) e tutte le particelle elementari collegate. È un modello che semplifica la descrizione della realtà, dato che classifica e inquadra la materia attraverso un certo numero di particelle e forze, ma allo stesso tempo è molto complesso per rappresentare fisicamente i fenomeni che conosciamo. Il modello standard non è una teoria del tutto e non riesce a spiegare tutto quello che osserviamo, ad esempio non include la materia oscura o la spiegazione dell’asimmetria fra materia e antimateria.
Via: Wired.it