La ‘nuova’ fisica che non c’è

Nonostante il segnale a 125 GeV, associato al bosone di Higgs, sia apparso ad un livello più significativo nei dati del Run-2, tuttavia alla 38° Conferenza Internazionale della Fisica delle Alte Energie, che si è appena conclusa a Chicago, non è emerso alcun risultato che possa fornire indizi di una ‘nuova’ fisica. Gli scienziati hanno presentato oltre un centinaio di risultati che si riferiscono agli ultimi esperimenti realizzati al Large Hadron Collider (LHC) nel 2015. Tra questi, anche una prima serie di dati ottenuti quest’anno al nuovo livello di energia di 13 TeV. In breve, i fisici che lavorano agli esperimenti ATLAS e CMS escludono il segnale a 750 GeV, considerato una fluttuaziona statistica, mentre non esistono tracce di gluini, ipotetiche particelle previste dalla supersimmetria, fino a 1,9 TeV. Dunque, sembra proprio che il modello standard resista ad ogni tentativo di falsificazione.

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A caccia di assioni con ADMX

Le ipotetiche particelle denominate assioni furono proposte inizialmente negli anni ’70 per risolvere un problema non collegato direttamente alla materia scura. Man mano che i fisici sviluppavano la teoria dell’interazione nucleare forte, che lega i quark all’interno dei protoni e neutroni, essi notarono qualcosa di sbagliato. Le interazioni all’interno dei neutroni avrebbero dovuto rendere queste particelle elettricamente asimmetriche e farle ruotare in presenza di un campo elettrico. Ad ogni modo, gli esperimenti non mostrano un tale processo per cui ci deve essere qualcosa che manca nella teoria.

L’esperimento Belle II: alla ricerca di una ‘nuova’ fisica

L’esperimento Belle è un esperimento di fisica delle particelle a cui lavorano più di 400 fisici e ingegneri nell’ambito di una collaborazione internazionale. L’obiettivo è studiare la violazione CP e i suoi effetti. L’esperimento si trova all’acceleratore KEKB, situato all’interno della High Energy Accelerator Research Organisation (KEK) in Tsukuba, Giappone. 

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.

Neutrinos at the forefront of elementary particle physics and astrophysics

Neutrinos at the forefront of elementary particle physics and astrophysics – The conference will be focused on neutrinos as a bridge between the two words of particle physics and astrophysics/cosmology with 3 main topics:

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