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Più ‘vicini’ alla soluzione del mistero dell’antimateria

Il professor Sheldon Stone, del College of Arts and Sciences presso la Syracuse University, e i suoi collaboratori hanno annunciato le loro scoperte al recente workshop che si è tenuto al CERN di Ginevra dal titolo “Implications of LHCb Measurements and Their Future Prospects”, che ha visto impegnati i fisici della Large Hadron Collider beauty (LHCb) Collaboration a presentare i propri risultati.

L’esperimento LHCb ha lo scopo di studiare le condizioni fisiche dell’Universo delle origini e capire come mai la materia ha avuto il sopravvento nei confronti dell’antimateria. “I fisici sono interessati al mesone Bs (“s” sta per strange) poichè ‘oscilla’ trasformandosi in particella e antiparticella“, spiega Stone che guida l’High-Energy Physics Group. “Comprendere perciò le sue proprietà ci può fornire preziosi indizi sulla violazione della simmetria CP, cioè carica-parità, che riguarda il problema del bilancio tra materia e antimateria, uno dei misteri ancora oscuri della fisica delle particelle, noto anche come asimmetria barionica“. Gli scienziati ritengono che circa 14 miliardi di anni fa, l’energia liberatasi in seguito al Big Bang rilasciò eguali quantità di materia e antimateria. Man mano che l’Universo iniziò ad espandersi e a raffreddarsi, il suo stato fisico subì tutta una serie di cambiamenti. L’antimateria scomparve e lasciò il posto alla materia da cui emersero tutte le strutture cosmiche, che possiamo ammirare oggi sotto forma di stelle, galassie e ammassi di galassie, fino alla nascita della vita sulla Terra. “Deve essere successo qualcosa per causare la violazione della simmetria CP e, quindi, per formare l’Universo come lo conosciamo oggi“, dice Stone. Lo scienziato crede che parte delle risposte si celino proprio nel mesone Bs, una particella composta da un antiquark e un quark-strange soggetti all’interazione forte. Al CERN, Stone e il suo gruppo, di cui fa parte tra gli altri Liming Zhang, della Tsinghua University in Beijing in China, hanno analizzato due esperimenti chiave che vennero concepiti nel 2009 al Fermilab, di cui facevano parte due acceleratori e cioè il Collider Detector at Fermilab (CDF) e il DZero (D0). “I risultati degli esperimenti CDF e D0 suggeriscono che le oscillazioni particella-antiparticella del mesone Bs deviano dal modello standard, anche se gli errori presenti nei loro dati sono troppo grandi per poter arrivare a conclusioni certe“, dichiara Stone. Dunque, l’unica soluzione era quella di utilizzare una particolare tecnica per realizzare misure più precise. Grazie ad essa, ora i nuovi dati implicano che la differenza relativa alle oscillazioni tra il mesone Bs e la sua antiparticella trovata dal gruppo di Stone è proprio quella prevista dal modello standard. Questi risultati restringono così il campo di ricerca dove potrebbe celarsi l’esistenza della cosiddetta ‘nuova fisica’ e perciò bisognerà ampliare le ricerche altrove. “Tutti sanno che esistono gli indizi di una ‘nuova fisica’. Ciò che dobbiamo fare è realizzare delle analisi più accurate che ci permettano quantomeno di ‘fiutare’ la sua presenza“, conclude Stone.

Syracuse University: Syracuse Physicists Closer to Understanding Balance of Matter, Antimatter
arXiv: articoli di Sheldon Stone