Perchè l’Universo è composto di materia?

Il gruppo DZero ha rivelato un nuovo modo con cui le particelle elementari spezzano in natura la simmetria materia-antimateria. Questo tipo di violazione CP è in disaccordo con le previsioni del Modello Standard. I risultati potrebbero spiegare come mai l’Universo è fatto di materia e non di antimateria.
Credit: DZero collaboration

Gli scienziati del progetto DZero presso il Dipartimento di Energia del Fermi National Accelerator Laboratory hanno annunciato di aver trovato una significativa evidenza dell’asimmetria materia-antimateria nel comportamento delle particelle elementari che contengono i bottom-quark rispetto all’attuale modello di riferimento su cui si basa la fisica delle particelle elementari: il cosiddetto Modello Standard.

I risultati del gruppo DZero result si basano sul confronto delle distribuzioni dei muoni che hanno carica positiva e negativa (μ+ and μ-) e che si producono dalle collisioni di alta energia tra protoni e antiprotoni. Se la simmetria materia-antimateria è perfetta ci si aspetta che la distribuzione dei muoni nelle due configurazioni con cui è stato realizzato l’esperimento dia lo stesso risultato. Invece, il gruppo DZero ha trovato una deviazione dell’1% che dimostra l’esistenza dell’asimmetria materia-antimateria.
Credit: Fermilab

I dati indicano una differenza dell’1% tra le coppie di muoni e le coppie antimuoni che si producono durante il decadimento dei mesoni B nelle collisioni di alta energia che vengono realizzati negli esperimenti del Tevatron al Fermilab.

Nonostante i fisici abbiano osservato queste differenze nel comportamento delle particelle, noto come “violazione CP”, esse sono piuttosto piccole per poter spiegare il fatto che la materia di cui è fatto l’Universo domina sull’antimateria e sono consistenti con il Modello Standard delle particelle elementari. Se confermati da altri esperimenti, l’effetto misurato dai ricercatori del progetto DZero potrebbe rappresentare un altro passo verso la comprensione di nuovi fenomeni fisici che ancora non conosciamo. Comunque sia, la probabilità che queste misure siano consistenti con altri effetti noti è inferiore allo 0,1%. Insomma, il mondo è fatto di materia e le antiparticelle si possono produrre solo negli acceleratori, nelle reazioni nucleari o ancora nei raggi cosmici. Cosa è successo all’antimateria? E’ una delle domande fondamentali a cui la fisica del 21° secolo cercherà di rispondere e, si spera, la risposta potrebbe arrivare dai prossimi esperimenti dell’LHC.

Fermilab Pub: Evidence for an anomalous like-sign dimuon charge asymmetry