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Scienza – La particella W sconvolge la fisica delle particelle

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Il Modello Standard della fisica delle particelle non può spiegare certe idiosincrasie della particella W, una particella fondamentale della materia.

Un'immagine del CERN, a Ginevra.

Un’immagine del CERN, a Ginevra.

Reuters

Una delle particelle fondamentali della materia, la particella W, avrebbe una massa maggiore di quella prevista dalla teoria, scuotendo il “castello di carte” del Modello standard della fisica delle particelle, secondo uno studio pubblicato giovedì sulla rivista Science. †

“Ci sono indizi che alcuni pezzi manchino dal modello standard e ne stiamo introducendo uno nuovo, che è molto interessante e molto importante”, ha detto all’AFP l’autore principale, il professor Ashutosh Kowtal, fisico dell’American Duke University.

Base della radioattività

Questa teoria spiega tutte le misurazioni effettuate nel campo della fisica delle particelle elementari, cioè il mondo dell’infinitesimo, i cui elementi costituiscono gli atomi e le forze che li controllano. Il modello standard, completato nella seconda metà del XXe secolo, rende possibile “fare previsioni incredibilmente accurate” sul comportamento di queste particelle, spiega il fisico Harry Cliff dell’Università di Cambridge.

Come quella della particella W, una particella che trasmette principalmente una cosiddetta interazione debole tra altre particelle di materia. È la base della radioattività e, oltre a quella, delle reazioni di fusione nucleare, come quelle che alimentano il sole. Tutte queste particelle e forze sono collegate tra loro in una sorta di equilibrio. Ad esempio, la massa della particella W è limitata da quella del bosone di Higgs.

“Affermazioni Straordinarie”

“Il modello standard prevede un equilibrio e il risultato sperimentale presentatoci contraddice questa previsione”, osserva Jan Stark, fisico del CNRS e direttore della ricerca dell’AFP. Questo “castello di carte” vacilla con l’annuncio dello studio che la massa della particella W è più forte del previsto. Il raggiungimento della collaborazione CDF, un gruppo di circa 400 scienziati guidati dal Pr Kowtal ha misurato questa massa, a 80.433 megaelettronvolt, con una precisione senza precedenti (0,01%), doppia rispetto alla migliore esistente.

È il culmine di dieci anni di analisi di un campione di 4 milioni di particelle prodotto al Tevatron, un acceleratore di particelle al Fermilab negli Stati Uniti, che ora è chiuso. Questo acceleratore, come l’LHC del CERN in Europa (che ha permesso di identificare il bosone di Higgs), fa fondere le particelle a velocità fenomenali, rivelando gli elementi che le compongono scomponendole.

Ora tocca a un altro team, su uno strumento diverso, confermare il risultato di questo studio per dimostrarlo. Perché, come ricorda Jan Stark, “le affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie”.

“Discussioni animate”

Una sfida importante, data l’estrema precisione della misurazione, che non può essere una questione di casualità statistica. Pertanto, “è una grande scoperta o un problema nell’analisi dei dati”, afferma Jan Stark, prevedendo “discussioni abbastanza vivaci nei prossimi anni”.

L’annuncio della collaborazione con CDF è l’ultimo di “crepe che sono apparse nel Modello Standard ormai da diversi anni, con misurazioni precise che contraddicono le previsioni del modello”, notano i fisici e gli autori di un altro articolo in “Scienza”. Se confermata, questa scoperta potrebbe rivelare l’esistenza di “nuove interazioni o nuove particelle”, che gli esperimenti odierni non sono ancora in grado di svelare.

“Una grande cosa nell’infinitamente grande”

Quindi, se i fisici sono alla ricerca di pidocchi sulla testa del Modello Standard, è perché quest’ultimo si sforza principalmente di spiegare “una cosa grandiosa nell’infinitamente grande”, la materia oscura, ha detto Jan Stark, che guida l’appropriato chiamato Laboratorio. des 2 infinits (L2IT), presso l’Università Paul Sabatier di Tolosa.

Diverse osservazioni, come la velocità delle galassie negli ammassi galattici o la velocità anomala di rotazione di alcune stelle, hanno costretto gli astrofisici a teorizzare l’esistenza di un’ipotetica “materia oscura” che anima questi fenomeni. Ma nulla nel Modello Standard spiega in quale particella sarebbe costituita questa “materia oscura”. “Seguiamo la strada, senza tralasciare alcuna traccia. Quindi alla fine avremo comprensione”, dice il P. crederer Kotwal.

AFP

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