La scoperta del bosone “mistero” contraddice la comprensione dell’universo

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Parigi (AFP) – Dopo un decennio di misurazioni meticolose, gli scienziati hanno annunciato giovedì che una particella fondamentale – il bosone W – ha una massa significativamente maggiore di quanto teorizzato, scuotendo le basi della nostra comprensione di come funziona l’universo.

Queste fondamenta sono fondate sul Modello Standard della fisica delle particelle, che è la migliore teoria che gli scienziati hanno per descrivere gli elementi costitutivi più elementari dell’universo e quali forze li governano.

Il bosone W governa quella che viene chiamata la forza debole, una delle quattro forze fondamentali della natura, e quindi un pilastro del Modello Standard.

Tuttavia, una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Science ha affermato che la misurazione più precisa mai effettuata del bosone W contraddice direttamente la previsione del modello.

Ashutosh Kotwal, un fisico della Duke University che ha guidato lo studio, ha detto all’AFP che il risultato ha impiegato più di 400 scienziati in 10 anni per esaminare quattro milioni di candidati di bosoni W da un “set di dati di circa 450 trilioni di collisioni”.

Queste collisioni – fatte schiacciando insieme le particelle a velocità strabilianti per studiarle – sono state fatte dal collisore Tevatron nello stato americano dell’Illinois.

È stato l’acceleratore di particelle con la più alta energia del mondo fino al 2009, quando è stato soppiantato dal Large Hadron Collider vicino a Ginevra, che ha osservato il bosone di Higgs alcuni anni dopo.

Il Tevatron ha smesso di funzionare nel 2011, ma da allora gli scienziati del Collider Detector del Fermilab (CDF) hanno sgranocchiato i numeri.

‘Fessure’ nel modello

Harry Cliff, un fisico delle particelle dell’Università di Cambridge che lavora al Large Hadron Collider, ha affermato che il modello standard è “probabilmente la teoria scientifica di maggior successo che sia mai stata scritta”.

“Può fare previsioni incredibilmente precise”, ha detto. Ma se queste previsioni si rivelano sbagliate, il modello non può essere semplicemente modificato.

“È come un castello di carte, ne prendi un po’ di troppo, l’intera cosa crolla”, ha detto Cliff all’AFP.

Il modello standard non è privo di problemi.

Ad esempio, non tiene conto della materia oscura, che insieme all’energia oscura costituisce il 95 percento dell’universo. Dice anche che l’universo non avrebbe dovuto esistere in primo luogo, perché il Big Bang avrebbe dovuto annientarsi.

Inoltre, “alcune fessure sono state recentemente esposte” nel modello, hanno affermato i fisici in un articolo di Science.

“In questo quadro di indizi che ci sono pezzi mancanti al modello standard, abbiamo contribuito con un altro indizio molto interessante e piuttosto ampio”, ha detto Kotwal.

Jan Stark, fisico e direttore della ricerca presso l’istituto francese CNRS, ha affermato che “questa o è una scoperta importante o un problema nell’analisi dei dati”, prevedendo “discussioni piuttosto accese negli anni a venire”.

Ha detto all’AFP che “affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie”.

‘Grande affare’

Gli scienziati della CDF hanno affermato di aver determinato la massa del bosone W con una precisione dello 0,01 percento, due volte più precisa degli sforzi precedenti.

Lo hanno confrontato con la misurazione del peso di un gorilla di 350 chilogrammi (800 libbre) entro 40 grammi (1,5 once).

Hanno scoperto che il bosone era diverso dalla previsione del modello standard per sette deviazioni standard, che sono anche chiamate sigma.

Cliff ha detto che se stavi lanciando una moneta, “le possibilità di ottenere un risultato di cinque sigma con una stupida fortuna sono una su tre milioni e mezzo”.

“Se questo è reale, e non un pregiudizio sistematico o un malinteso su come eseguire i calcoli, allora è un grosso problema perché significherebbe che c’è un nuovo ingrediente fondamentale nel nostro universo che non abbiamo mai scoperto prima”, ha detto.

“Ma se hai intenzione di dire qualcosa di così grande come abbiamo infranto il modello standard della fisica delle particelle e ci sono nuove particelle là fuori da scoprire, per convincere le persone di questo probabilmente hai bisogno di più di una misurazione da più di un esperimento . “

Il co-portavoce della CDF David Toback ha affermato che “spetta ora alla comunità di fisica teorica e ad altri esperimenti dare seguito a questo e far luce su questo mistero”.

E dopo un decennio di misurazioni, Kotwal non ha ancora finito.

“Seguiamo gli indizi e non lasciamo nulla di intentato, quindi scopriremo cosa significa”.

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