acceleratore di particelle

 

 

 

La misurazione ad alta precisione della massa del bosone W si discosta notevolmente dalle previsioni del Modello Standard: bisogna rivedere la teoria delle particelle?

 

 

I fisici che l’hanno misurata la definiscono un “turbamento per il modello standard‎ (MS)”, la teoria che descrive attraverso interazioni tra particelle le forze fondamentali della natura (tranne la gravità) e che finora è stata verificata con ottimi risultati tramite gli acceleratori di particelle come quelli del Cern o del Fermilab di Chicago.

Proprio da accurate misurazioni ad alta precisione del Collider Detector presso quest’ultimo acceleratore, circa due volte più precise delle precedenti, però, si sono verificate sorprese sulla massa del bosone ‎‎W‎: la particella è molto più pesante di quanto previsto dal modello standard.

Se confermati, i risultati del Fermilab potrebbero evidenziare le aree in cui il MS deve essere migliorato o ampliato, o addirittura modificato.

L’esistenza del bosone ‎‎W è stata prevista nel 1960 e confermata per la prima volta nel 1983 al Cern anche dal fisico italiano Carlo Rubbia, che l’anno dopo vinse il Nobel proprio per quel lavoro.

Ma cosa sono i bosoni? Queste particelle sono i mediatori di tre delle forze fondamentali della natura: è attraverso di esse che si propagano e le altre particelle possono interagire tra loro.

Con un bosone ci abbiamo a che fare in ogni istante: è il fotone, il mediatore della forza elettromagnetica, ma non ha massa (ed è per questo che si propaga alla massima velocità possibile, quella della luce). È grazie a questo che riceviamo la luce del Sole e che permette la trasmissione di onde radio.

Il bosone W invece è responsabile della forza nucleare debole, coinvolta nei processi di radioattività. La misurazione accurata della sua massa fornisce una valutazione rigorosa della coerenza delle previsioni del MS.

Dopo quasi un decennio di analisi dei dati raccolti dall’acceleratore di particelle Tevatron, la CDF Collaboration ‎‎et al.‎‎ – un team internazionale di 400 ricercatori – ha riportato la misurazione più precisa della massa del bosone ‎‎W ‎‎fino ad oggi.

Secondo gli autori, i risultati mostrano che la massa del bosone ‎‎W ‎‎è superiore a quella prevista di 7 deviazioni standard. “Il valore sorprendentemente alto sfida direttamente un elemento fondamentale nel cuore del MS, dove si pensava che sia le osservazioni sperimentali sia le previsioni teoriche fossero saldamente stabilite e ben comprese”, scrivono Claudio Campagnari e Martijn Mulders.

“Poiché le affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie”, aggiungono gli autori, “questo richiederà ulteriori esperimenti per fornire una conferma indipendente”.‎

 

 

 

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