Una nuova osservazione di particelle subatomiche sta portando alcuni scienziati a mettere in discussione il Modello Standard. PASIEKA/Getty Images

"Alla luce delle ultime analisi sul decadimento dei mesoni di bellezza, l'alba di una nuova era, quello della 'nuova fisica, ' potrebbe avvicinarsi." Così proclamava una recente dichiarazione dell'Istituto polacco di fisica nucleare.

Ora, se non sei un appassionato di fisica delle particelle, potresti immaginare che un mesone di bellezza, noto anche come mesone B, è una sorta di trattamento cosmetico esotico. In realtà, anche se, è un tipo di particella subatomica, e secondo il Modello Standard della fisica delle particelle - il quadro teorico vecchio di 40 anni che descrive le interazioni fondamentali di vari elementi costitutivi della materia e delle forze elementari - i mesoni di bellezza dovrebbero decadere ad angoli e frequenze molto specifici.

"È estremamente difficile trovare una struttura completamente nuova." John Campbell, Fisico teorico del Fermi National Accelerator Laboratory

Quello che i ricercatori hanno scoperto negli ultimi anni, anche se, è che i mesoni di bellezza non sembrano corrispondere del tutto alle previsioni basate sul modello standard. Il comunicato stampa dell'istituto Per esempio, richiama l'attenzione sui dati del 2011 e 2012 del Large Hadron Collider, l'impianto lungo il confine franco-svizzero che è l'acceleratore di particelle più grande e potente del mondo. Un nuovo metodo di analisi dei dati, proposto dal fisico polacco Marcin Chrząszcz, indica che l'angolo di decadimento del mesone di bellezza è diverso da quello che indicherebbe il modello standard.

Chrząszcz sottolinea che nel mondo della fisica, la nuova scoperta non si qualifica come una "scoperta, " perché la deviazione non è sufficientemente grande.

"Questo è ciò che chiamiamo un'osservazione, " chiarisce in una mail.

Comunque, la discrepanza aggiunge almeno un po' di slancio all'idea che il modello standard di lunga data potrebbe aver bisogno di almeno una piccola revisione. Anche se la maggior parte delle persone comuni probabilmente non ne ha mai sentito parlare, il Modello Standard spiega la realtà che ci circonda nel più piccolo, livello più elementare. Il quadro teorico descrive come i mattoni di base della materia - le particelle fondamentali - sono governati da forze come l'elettromagnetismo.

Il Modello Standard "ha spiegato con successo quasi tutti i risultati sperimentali e ha predetto con precisione un'ampia varietà di fenomeni, " dice il sito del CERN, l'organizzazione europea di ricerca in fisica che gestisce il Large Hadron Collider. "Nel tempo e attraverso molti esperimenti, il Modello Standard si è affermato come una teoria fisica ben collaudata." (Se vuoi maggiori dettagli, controlla il primer del CERN sul modello standard.)

Ma mentre il Modello Standard è stato davvero utile ai fisici, sono consapevoli da un po' che non spiega tutto sul regno subatomico. Come osserva il CERN, la teoria spiega solo tre delle quattro forze fondamentali, omettendo l'influenza della gravità. Inoltre non spiega fenomeni come la natura della materia oscura, la misteriosa massa che insieme all'energia oscura, costituisce il 96 per cento dell'universo. C'è la questione di come le particelle appena scoperte potrebbero inserirsi nella teoria. E infine, c'è anche l'oscurità che rimane intorno al bosone di Higgs, una particella che è una componente essenziale del Modello Standard.

Nel 2012, i ricercatori che utilizzano il Large Hadron Collider hanno annunciato di aver scoperto una particella che sembra... sii quello giusto, ma il caso non è ancora del tutto chiuso. "Questa particella è coerente con il bosone di Higgs, ma sarà necessario ulteriore lavoro per determinare se si tratta o meno del bosone di Higgs previsto dal modello standard, Lo spiega il sito del CERN.

Quindi tutto questo significa che è ora di buttare via il Modello Standard e ricominciare da capo? Non appena. John Campbell, un fisico teorico al Fermi National Accelerator Laboratory, il miglior laboratorio di fisica delle particelle degli Stati Uniti, ha spiegato via e-mail che gli scienziati potrebbero aver solo bisogno di armeggiare un po'.

"Qualsiasi alternativa deve spiegare una ricchezza di osservazioni sperimentali che sono state fatte in moltissimi anni, ", dice. "È estremamente difficile trovare un quadro completamente nuovo che spieghi tutti i fenomeni osservati in un modo altrettanto efficace quanto il Modello standard".

Anziché, lui dice, l'approccio migliore potrebbe essere quello di aggiungere "estensioni" che descrivono nuove particelle e i modi in cui interagiscono con quelle già presenti nel Modello Standard.

"Ci sono molte estensioni possibili, "dice Campbell, "ma il loro numero è notevolmente ridotto dal requisito che non devono introdurre effetti che sarebbero incoerenti con le osservazioni finora".

L'estensione più significativa probabilmente sarebbe quella che spiega la materia oscura nell'ambito del Modello Standard. Una tale scoperta "avrebbe un profondo impatto, " lui dice, "non solo nella fisica delle particelle, ma anche in cosmologia. Sospettando la teoria sottostante della materia oscura, saremmo in grado di calcolare con precisione i suoi effetti attesi. Ad esempio, potremmo capire meglio come potremmo essere in grado di osservarlo direttamente, e anche come la sua presenza si imprime nel cosmo".

Ora è fantastico

Il Large Hadron Collider contiene elettromagneti superconduttori che devono essere raffreddati a meno 456,34 gradi F (meno 271,3 gradi Celsius) per funzionare correttamente. È più fredda della temperatura nello spazio.