Al CERN di Ginevra, l’esperimento LHCb ha registrato un evento straordinario, la cui probabilità di occorrenza è di uno su 100 milioni. Questo evento riguarda il decadimento di un barione sigma-plus, una particella subatomica che si disintegra generando un protone, un antimuone e un muone. I risultati di questo esperimento, che confermano l’affidabilità del Modello Standard, sono stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters, grazie al significativo contributo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.
Ricerca coordinata da esperti
La ricerca è stata coordinata da Francesco Dettori, docente di Fisica sperimentale presso l’Università di Cagliari e associato all’INFN, insieme a Francesca Dordei, ricercatrice presso la sezione di Cagliari dell’INFN. Questo lavoro ha visto la collaborazione della sezione di Perugia dell’INFN e dell’Università di Santiago de Compostela. I barioni sono le particelle che compongono la materia dell’universo visibile. Analizzare il loro decadimento è fondamentale per verificare la validità delle previsioni del Modello Standard, il quale descrive le particelle conosciute e le forze che agiscono tra di esse, e per rilevare eventuali segni di una ‘nuova fisica‘ che possa andare oltre il Modello.
Indagini sui decadimenti rari
“Lo studio dei decadimenti rari delle particelle già note ci consente di indagare l’esistenza di particelle o interazioni sconosciute, poiché gli effetti quantistici legati a queste ultime potrebbero alterare le probabilità di tali decadimenti,” ha dichiarato Dettori. Le prime evidenze del decadimento del barione sigma-plus erano state raccolte dall’esperimento HyperCP presso il laboratorio FermiLab di Batavia, negli Stati Uniti, circa venti anni fa. All’epoca, i risultati sembravano suggerire che il processo potesse coinvolgere fenomeni non previsti dal Modello Standard.
Nuove scoperte e validità del modello
Tuttavia, questa ipotesi è stata smentita dai dati ottenuti dall’esperimento LHCb tra il 2016 e il 2018, derivanti dalle collisioni di protoni nell’acceleratore Large Hadron Collider e analizzati attraverso tecniche avanzate di machine learning. “Ancora una volta, il Modello Standard ha dimostrato la sua validità,” ha commentato Dordei. “I dati si allineano perfettamente con le sue previsioni, confermando la sua straordinaria robustezza, nonostante sia stato sviluppato decenni fa. Questo ci spinge a cercare ulteriormente, alla ricerca di segni di nuove interazioni in fenomeni sempre più rari e sfuggenti.”
