Osservato al Cern un evento rarissimo, probabilità di 1 su 100 milioni

Al Cern di Ginevra l' esperimento LHCb ha permesso di osservare un evento rarissimo , la cui probabilità è pari a uno su 100 milioni : si tratta del decadimento di un barione sigma-plus , una particella subatomica che si disintegra producendo un protone , un antimuone e un muone . Il risultato, che conferma la correttezza del Modello Standard , la teoria di riferimento della fisica),, è pubblicato sulla rivista Physical Review Letters con un importante contributo da parte dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

La ricerca, infatti, è stata guidata da Francesco Dettori, professore associato di Fisica sperimentale all’Università di Cagliari e associato Infn, e Francesca Dordei, ricercatrice della sezione di Cagliari dell’Infn, in collaborazione con la sezione di Perugia dell’Infn e l’Università di Santiago de Compostela. I barioni sono le particelle che costituiscono il tipo di materia di cui è fatto l’ universo visibile . Lo studio del loro decadimento è cruciale per verificare la correttezza delle previsioni del Modello Standard , che descrive le particelle conosciute e le forze che agiscono tra di esse, e l’e ventuale esistenza di indizi di una ' nuova fisica ' che va oltre il Modello .

“Lo studio dei decadimenti rari delle particelle che già conosciamo permette di capire se esistano particelle o interazioni a noi ignote , in quanto gli effetti quantistici dovuti alla presenza di queste ultime modificherebbero le probabilità di  questi decadimenti”, osserva Dettori. Le prime prove della possibile esistenza del decadimento del barione sigma-plus sono state raccolte dall’ esperimento HyperCP al laboratorio FermiLab di Batavia, negli Stati Uniti, circa 20 anni fa . I risultati all’epoca sembravano indicare che il processo potesse coinvolgere fenomeni non previsti dal Modello Standard.

Questa ipotesi viene ora smentita dai dati registrati dall’esperimento LHCb tra il 2016 e il 2018, ottenuti dalla collisione di protoni nell’acceleratore Large Hadron Collider ed elaborati grazie a tecniche avanzate di machine learning. “ Anche stavolta il Modello Standard ha avuto la meglio ”, commenta Dordei. “I dati sono ancora perfettamente in linea con le sue previsioni, a conferma della sua incredibile solidità, nonostante sia stato sviluppato ormai decenni fa. Ma proprio per questo, siamo motivati a spingerci ancora oltre, cercando indizi di nuove interazioni in fenomeni sempre più rari e sfuggenti”.