L’obiettivo più complicato della fisica

Nel corso dei secoli, i fisici hanno fatto passi da gigante verso la comprensione della realtà collegando tutta una serie di fenomeni fisici che appaiono molto differenti. Ricordiamo che una storia della fisica di grande successo, avvenuta nel corso del 19° secolo, fu l’unificazione dell’elettricità e magnetismo in un’unica entità che ora chiamiamo interazione elettromagnetica. Poi, i fisici unificarono un’altra forza con l’elettromagnetismo, la forza debole, il che portò alla formulazione della teoria dell’interazione elettrodebole. Oggi, alcuni scienziati ritengono che il passo successivo, e di conseguenza quello più logico, sia la descrizione di tutte e quattro le forze fondamentali della natura nell’ambito di un singolo quadro matematico: stiamo parlando della famigerata teoria del tutto.

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Il doppio senso della freccia del tempo

È noto che le leggi della fisica sono valide procedendo sia in avanti che indietro nel tempo. Ma la domanda è: perchè il tempo sembra muoversi in una sola direzione? Secondo alcuni studi recenti, una possibile risposta potrebbe portare a rivelare i segreti della massa mancante dell’Universo.

GUT, la necessità di unificare la fisica

La fisica delle particelle ha fatto grandi passi durante gli anni ’70. Gli Stati Uniti e l’Europa videro la realizzazione di nuovi acceleratori da cui emersero particelle inaspettate che i teorici tentarono di spiegare, predicendo anche l’esistenza di altre particelle a cui dare la caccia. Il risultato fu quello che oggi è noto come modello standard delle particelle elementari e delle interazioni, una teoria che si può considerare come una sorta di catalogo dei bit fondamentali della materia e delle forze che li governano.

L’eterna vita del protone

Tutto ciò che ci circonda è fatto di atomi, persino noi stessi, e tutti quegli atomi sono fatti di tre costituenti: protoni, neutroni ed elettroni. Protoni e neutroni sono molto simili, essendo composti dagli stessi quark, particelle ancora più piccole, e hanno quasi esattamente la stessa massa. Tuttavia, i neutroni sono in qualche modo differenti dai protoni: essi non sono stabili perché al di fuori di un nucleo atomico, dopo qualche minuto decadono in altre particelle. E’ possibile che i protoni abbiano un tempo di decadimento finito, seppur lungo?

Dov’è ‘nascosta’ la forza di Higgs?

Nel 2012, il bosone di Higgs è diventato ufficialmente un membro della famiglia di particelle elementari (post). I bosoni sono quelle particelle che trasportano le interazioni fondamentali. Queste forze attraggono e respingono ciò che sarebbe altrimenti stata una sorta di “zuppa di particelle” in un bellissimo mosaico di stelle e galassie che popolano l’Universo osservabile.

Le frontiere della fisica fondamentale

Con l’inizio imminente delle attività che vedrà i fisici delle particelle impegnati con il Run 2 di LHC (post), che ha subito nei giorni scorsi uno stop per un problema elettrico ormai risolto, tante sono le aspettative dagli esperimenti che saranno realizzati a più alta energia (14 TeV) e da cui si spera potranno emergere nuove scoperte. 

ATLAS e CMS sul valore della massa di Higgs

Alla 50° conferenza “Rencontres de Moriond” di La Thuile, in Italia, i fisici degli esperimenti ATLAS e CMS hanno presentato per la prima volta i risultati congiunti sul valore della massa del bosone di Higgs. I dati indicano un valore di m_H = 125.09 ± 0.24 (0.21 errore statistico ± 0.11 errore sistematico) GeV, che corrisponde ad una precisione migliore dello 0,2%.

Higgs potrebbe disintegrarsi in materia scura

E’ quanto emerge da uno studio condotto da  Christoffer Petersson, un ricercatore della Chalmers University of Technology in Svezia, il quale avrebbe “trovato la soluzione” alla spiegazione della materia scura. Il suo modello è ora soggetto ad una serie di verifiche sperimentali ai laboratori del CERN.

La massa di Higgs secondo CMS

I fisici della collaborazione CMS hanno pubblicato la raccolta più ampia dei risultati ottenuti sulle proprietà del bosone di Higgs. I dati, che si riferiscono agli esperimenti condotti tra il 2011 e il 2012 e allo studio dello spin e della parità, suggeriscono che al momento la particella non può essere distinta dalle previsioni teoriche fornite dal modello standard per il bosone di Higgs.

LHCb, l’anomalia di un decadimento particellare

I fisici che lavorano all’esperimento LHCb hanno registrato inaspettatamente una anomalia relativa al decadimento di alcune particelle subatomiche. Oggi, un gruppo di fisici guidati da Benjamin Grinstein, un professore di fisica all’University of California, San Diego, hanno riconsiderato la matematica che descrive le previsioni del modello standard. I loro risultati sono pubblicati su Physical Review Letters.