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SMASH, un ‘frullatore’ di teorie

Cinque dei più grandi problemi della fisica fondamentale potrebbero essere risolti in un solo colpo. È quanto emerge da uno studio guidato da Guillermo Ballesteros dell’Università di Paris-Saclay in Francia e collaboratori che propongono un nuovo modello, denominato SMASH e basato sul modello standard della fisica delle particelle elementari, per spiegare la materia scura, l’oscillazione del neutrino, la bariogenesi, l’inflazione cosmica e la simmetria carica-parità (CP). Continua a leggere SMASH, un ‘frullatore’ di teorie

L’esperimento BaBar conferma l’asimmetria del tempo quantistico

Sappiamo tutti che il tempo procede in avanti e una prova di questo possiamo percepirla se guardiamo un film e poi lo rivediamo riavvolgendo la pellicola: gli effetti sono decisamente differenti. Ma se ci mettiamo dal punto di vista di una singola particella, lo scorrere del tempo appare lo stesso in entrambe le direzioni. Inoltre, se osservassimo ad esempio un filmato relativo all’interazione di due particelle che si allontanano l’una dall’altra esso apparirebbe diverso se lo guardassimo al contrario: questo concetto è noto come simmetria per inversione temporale (time reversal symmetry).

Oggi, l’esperimento BaBar presso il Department of Energy’s (DOE) dello SLAC National Accelerator Laboratory ha realizzato la prima osservazione diretta di una eccezione a questa regola a lungo teorizzata. Infatti, dopo aver analizzato una grande quantità di dati raccolti durante 10 anni di esperimenti sulla collisione delle particelle, i ricercatori hanno trovato che alcune di esse si scambiano molto più frequentemente in un modo rispetto ad un altro, una chiara evidenza di violazione della simmetria per inversione temporale e, allo stesso tempo, una conferma che certi processi fisici che avvengo a livello subatomico seguono una direzione privilegiata del tempo. I risultati sono alquanto robusti e hanno un livello di confidenza impressionante, pari cioè a 14-sigma, decisamente ben al di là di quanto richiesto per affermare che si tratti di una scoperta. “E’ stato molto eccitante realizzare una analisi dati tale da permetterci di osservare direttamente e in maniera non ambigua la natura asimmetrica del tempo”  spiega Fernando Martínez-Vidal, un professore di fisica dell’Università di Valencia che ha guidato l’analisi dei dati. L’esperimento BaBar, che ha raccolto dati da SLAC dal 1999 al 2008, è stato concepito per studiare le sottili differenze relative al comportamento della materia e dell’antimateria al fine di rispondere ad una delle grandi domande: perché l’Universo è fatto di materia? I fisici che lavorano a BaBar hanno già trovato che i mesoni B e B-barrato hanno, di fatto, un comportamento diverso e tale da violare la cosiddetta simmetria CP, che incorpora le simmetrie relative allo scambio della carica elettrica (positiva e negativa) e della parità (che può essere pensata come nel concetto di sinistrorsa e destrorsa). La simmetria CP è poi connessa con la simmetria ‘time reversal’ attraverso il teorema CPT (carica-parità-tempo) che stabilisce il fatto che per ogni particella le tre simmetrie devono bilanciarsi. Se una delle simmetrie viene violata, allora sarà violata almeno una delle altre due. I dati dell’esperimento BaBar, avendo già dimostrato la violazione della simmetria CP, hanno rappresentato un valido strumento d’indagine per studiare eventuali violazioni della simmetria per inversione temporale che serve per verificare il teorema CPT.


[Press release: BaBar Experiment Confirms Time Asymmetry]

[Abstract: Observation of Time-Reversal Violation in the B0 Meson System]