In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Il Grande Collisore di Adroni (LHC) ha compiuto un passo concreto verso l’esplorazione del cosiddetto zeptoverso, una dimensione della realtà in cui le distanze si misurano in zeptometri. Un zeptometro corrisponde a un triliardesimo di metro, una grandezza talmente minuscola da risultare quasi impossibile da immaginare. Per avere un termine di paragone basta pensare che un atomo tipico misura circa 100 miliardi di zeptometri di diametro.
La novità arriva dal CERN, dove gli scienziati del centro di ricerca europeo hanno raccolto prove di uno dei decadimenti più improbabili della materia, un fenomeno inseguito per oltre quarant’anni. Facendo scontrare protoni a velocità vicine a quella della luce, i ricercatori hanno generato un gran numero di particelle e tra le tracce lasciate hanno individuato segnali di un evento molto particolare. Alcune di queste particelle, chiamate mesoni B neutri, si erano trasformate in un muone e un antimuone.
CERN e zeptoverso: un evento su 10 miliardi
Il Modello Standard, cioè la teoria che oggi descrive le particelle e le forze fondamentali, prevede che questa trasformazione avvenga più o meno una volta ogni 10 miliardi di decadimenti di mesoni B neutri. Detto in modo più semplice, anche osservando 10 miliardi di queste particelle mentre decadono, gli scienziati si aspetterebbero di trovare in media un solo caso con la comparsa di un muone e di un antimuone. È proprio questa rarità estrema a spiegare perché per individuare il processo siano serviti decenni di ricerca e una mole enorme di dati sperimentali.
Vale la pena chiarire di cosa si parla. Un mesone è una particella piccolissima, più piccola di un atomo, che può nascere dalle collisioni tra altre particelle. La sua vita è brevissima perché si trasforma rapidamente in qualcos’altro. I muoni invece somigliano agli elettroni presenti negli atomi ma sono circa 200 volte più pesanti. Studiare queste particelle e il modo in cui decadono permette ai fisici di mettere alla prova le previsioni della fisica attuale e di cercare indizi di particelle ancora sconosciute.
Cosa potrebbe nascondere lo zeptoverso
Questo decadimento apre una strada nuova per indagare i confini di ciò che è osservabile. Attraverso di esso gli scienziati potrebbero cogliere tracce di particelle ignote, troppo massicce per essere prodotte direttamente nel collisore. Per il momento i risultati sono in linea con quanto previsto dalla fisica attuale, ma misurazioni future potrebbero far emergere fenomeni legati allo zeptoverso.
Sul piano tecnico l’esperimento ha raggiunto una significatività statistica di 3,2 sigma. È un valore sufficiente per parlare di prove dell’esistenza di questo decadimento ma ancora inferiore ai 5 sigma richiesti per annunciare una vera scoperta nella fisica delle particelle. Si tratta comunque della prima volta che un singolo esperimento ottiene prove di questo fenomeno. I risultati sono stati presentati dalla collaborazione LHCb del CERN e sono raccolti in uno studio pubblicato il 30 ottobre in un archivio online di articoli scientifici.
In un comunicato il CERN ha spiegato che misurare questo decadimento dei quark con una precisione simile potrebbe rivelare segni di nuove particelle troppo pesanti per essere generate direttamente nell’LHC. Secondo l’istituto, in generale, più un decadimento è improbabile e più risulta sensibile all’influenza di particelle nuove.
Oltre lo zeptoverso esistono scale ancora più piccole, come la lunghezza di Planck, che è circa 60 mila miliardi di volte inferiore a un zeptometro. Gli scienziati non sanno ancora se a quelle distanze si trovino nuove particelle, nuove forze o perfino proprietà sconosciute dello spazio e del tempo. Per ora buona parte di ciò che potrebbe accadere a quella scala appartiene al campo delle ipotesi.
Fonte: TecnoAndroid