La grande spiegazione che i fisici usano per descrivere come funziona l'universo potrebbe avere alcuni nuovi importanti difetti da correggere dopo che è stato scoperto che una particella fondamentale ha più massa di quanto pensassero gli scienziati.

"Non è solo qualcosa che non va", ha detto Dave Toback, fisico delle particelle presso la Texas A&M University e portavoce del Fermi National Accelerator Lab del governo degli Stati Uniti, che ha condotto gli esperimenti. Se replicato da altri laboratori, "significa letteralmente che qualcosa di fondamentale nella nostra comprensione della natura è sbagliato".

I fisici del laboratorio hanno fatto schiantare le particelle insieme in dieci anni e hanno misurato la massa di 4 milioni di bosoni W. Queste particelle subatomiche sono responsabili di una forza fondamentale al centro degli atomi ed esistono solo per una frazione di secondo prima di decadere in altre particelle.

"Stanno continuamente spuntando dentro e fuori dall'esistenza nella schiuma quantistica dell'universo", ha detto Toback.

La differenza di massa rispetto a ciò che la teoria prevalente dell'universo prevede è troppo grande per essere un errore di arrotondamento o qualcosa che potrebbe essere facilmente spiegato, secondo lo studio di un team di 400 scienziati di tutto il mondo pubblicato giovedì sulla rivista Science .

Il risultato è così straordinario che deve essere confermato da un altro esperimento, dicono gli scienziati. Se confermato, presenterebbe uno dei maggiori problemi finora con il regolamento dettagliato degli scienziati per il cosmo, chiamato modello standard.

Il fisico della Duke University Ashutosh V. Kotwal, il capo progetto per l'analisi, ha detto che è come scoprire che c'è una stanza nascosta in casa tua.

Gli scienziati hanno ipotizzato che potrebbe esserci una particella sconosciuta che sta interagendo con il bosone W che potrebbe spiegare la differenza. Forse la materia oscura, un'altra componente poco conosciuta dell'universo, potrebbe avere un ruolo. O forse c'è solo una nuova fisica coinvolta che al momento non capiscono, hanno detto i ricercatori.

Il modello standard dice che un bosone W dovrebbe misurare 80.357.000.000 di elettronvolt, più o meno sei milioni.

"L'abbiamo trovato leggermente di più. Non molto, ma è abbastanza", ha affermato Giorgio Chiarelli, un altro scienziato del team di Fermi e direttore della ricerca dell'Istituto nazionale di fisica nucleare. La scala del team di Fermi ha messo il bosone W a 80.433.000.000 di elettronvolt più pesanti, più o meno nove.

Non sembra una grande differenza, ma è enorme nel mondo subatomico.

Ma sia il team che gli esperti non coinvolti nella ricerca hanno affermato che un'affermazione così grande richiede prove extra da un secondo team, che non hanno ancora.

"It's an incredibly delicate measurement, it requires understanding of various calibrations of various little effects," said Claudio Campagnari, a particle physicist at the University of California Santa Barbara, who wasn't part of the Fermi team. "These guys are really good. And I take them very seriously. But I think at the end of the day what we need is a confirmation by another experiment."

Earlier, less precise measurements of the W boson by other teams found it to be lighter than predicted, so "maybe there is just something wonky about this experiment," said Caltech physicist Sean M. Carroll, who wasn't part of the research and said it is "absolutely worth taking very seriously."

The finding is important because of its potential effect on the standard model of physics.

"Nature has facts," Duke's Kotwal said. "The model is the way we understand those facts."

Scientists have long known the standard model isn't perfect. It doesn't explain dark matter or gravity well. If scientists have to go in and tinker with it to explain these findings they have to make sure it doesn't throw out of whack mathematical equations that now explain and predict other particles and forces well, researchers said.

It is a recurring problem with the model. A year ago a different team found another problem with the standard model and how muons react.

"Quantum mechanics is really beautiful and weird," Toback said. "Anyone who has not been deeply troubled by quantum mechanics has not understood it." + Esplora ulteriormente

The most precise-ever measurement of W boson mass suggests the standard model needs improvement

© 2022 The Associated Press. Tutti i diritti riservati. This material may not be published, broadcast, rewritten or redistributed without permission.