La nuova fisica è ormai a un passo: leggi e fenomeni non previsti dall’attuale teoria di riferimento, il Modello Standard, potrebbero venire alla luce grazie all’esperimento che già nel 2021 aveva fatto il primo passo concreto in questa direzione. I dati dell’esperimento Muon g-2 del Fermilab, al quale l’Italia collabora con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ora sono infatti il doppio più precisi. I nuovi dati, sottomessi per la pubblicazione alla rivista Physical Review Letters, sono stati presentati al Fermilab a Batavia (Chicago), dalla collaborazione Muon g-2, che comprende 182 ricercatori di 33 centri di 7 Paesi.
I nuovi dati riguardano il fatto che il campo magnetico del muone non si comporta come prevede il Modello Standard.
In particolare, l’esperimento ha misurato le proprietà magnetiche di queste particelle elementari simili all’elettrone, ma con una massa circa 200 volte maggiore, che vengono generate in natura quando i raggi cosmici interagiscono con l’atmosfera terrestre. Come gli elettroni, i muoni hanno un minuscolo magnete interno che, in presenza di un campo magnetico, oscilla come l’asse di una trottola, con una velocità che dipende dal valore del momento magnetico, indicato con la lettera ‘g’. Il Modello Standard prevede che il valore di ‘g’ dovrebbe essere leggermente diverso da 2, ma l’esperimento Muon g-2 (dove ‘g-2’ indica la differenza fra il valore di g previsto dalla teoria e le nuove misure) indica una discrepanza significativa con la teoria.
Una differenza che, secondo i fisici, può essere attribuita alle interazioni del muone con le particelle che lo circondano e che fluttuano continuamente tra lo stato di esistenza e quello di non esistenza, tanto da essere considerate una ‘schiuma quantistica’ che modifica il modo in cui il muone interagisce con il campo magnetico. Il Modello Standard prevede quali siano queste particelle e il tipo di interazione che determinano, ma la discrepanza fra i nuovi dati sperimentali e il Modello Standard potrebbe indicare che esistono nuove particelle, non previste dalla teoria e del tutto sconosciute.
I nuovi dati dell’esperimento Muon g-2, avviato nel 2017, costituiscono il terzo segnale attendibile a favore della nuova fisica. Prima dei dati raccolti nel 2021 da questo sesso esperimento, circa 20 anni prima andavano nella stessa direzione i risultati dell’esperimento condotto da un altro acceleratore di particelle americano, quello del Brookhaven National Laboratory, vicino New York. Rispetto a quest’ultimo è stata raccolta una quantità di dati oltre 21 volte maggiore e adesso dovranno essere analizzati tutti i dati raccolti nei sei anni dell’esperimento Muon g-2, in un lavoro che richiederà i prossimi due anni.
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