Il 7 aprile dal Fermilab presso Chicago un seminario internazionale svelerà i risultati di un esperimento che ha coinvolto circa 200 scienziati da tutto il mondo e ha come obiettivo quello di scoprire evidenza di nuove particelle o forze fondamentali della Natura ancora sconosciute.
Nel team internazionale di scienziati anche un ricercatore della Scuola Normale Superiore.
Pisa, 24 marzo 2021
Dopo tre anni di analisi dei dati raccolti nel 2018 nei laboratori del Fermilab presso Chicago, la collaborazione internazionale E989, che coinvolge circa 200 scienziati da tutto il mondo e vede l’Italia svolgere un ruolo fondamentale con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, renderà nota una nuova misura del “momento magnetico anomalo del muone”.
Si tratta di un risultato molto atteso nel campo della fisica delle particelle. Si è cercato infatti di scoprire se una incongruenza esistente per una misura precedente, effettuata a Brookhaven negli anni dal 1997 al 2006, sia evidenza dell’esistenza di nuove particelle o forze fondamentali della Natura ancora non conosciute. Il 7 aprile prossimo, durante un seminario presso il Fermilab, il fisico Chris Polly, co-portavoce dell’esperimento Muon g-2, presenterà quanto scoperto.
La rivelazione del risultato è avvenuta il 25 febbraio scorso simultaneamente per tutti i collaboratori di E989, collegati da tutto il mondo ad una conferenza telematica ad opera di Alberto Lusiani, ricercatore della Scuola Normale Superiore, sul suo computer personale del quale ha condiviso lo schermo. Lusiani ha avuto la responsabilità di combinare statisticamente una serie di circa 100 misure dell’esperimento, e alla fine anche una chiave di decrittazione, per ottenere la misura finale. I ricercatori di E989 hanno infatti analizzato i dati in modalità “cieca“, per evitare che il lavoro di analisi potesse essere influenzato, anche solo inconsciamente, dal valore del risultato. Tutti i presenti alla conferenza si erano anche impegnati alla riservatezza fino al giorno della presentazione ufficiale di quanto scoperto il 7 aprile prossimo.
I muoni, appartenenti alla famiglia dei Leptoni insieme agli elettroni e ai tauoni o leptoni tau, sono descritti bene, come le altre particelle elementari conosciute, dal “Modello Standard”, una teoria formulata negli anni ‘70 che ha avuto un grande numero di conferme sperimentali. Il Modello Standard predice che il muone abbia un “momento magnetico”, analogamente ad una sfera macroscopica carica ruotante su se stessa, ma un po’ più di 2 volte maggiore rispetto ad una sfera macroscopica. L’eccesso rispetto a 2 viene denominato “momento magnetico anomalo” e viene predetto dal Modello Standard con una precisione migliore di una parte per milione.
Nel 2006, grazie all’analisi di dati raccolti a partire dal 1997, una collaborazione sperimentale ha misurato a Brookhaven la stessa quantità con precisione migliore di una parte per milione, una delle misure più precise della fisica delle particelle elementari, trovando una differenza di circa 3 parti per milione (3.7 deviazioni standard) rispetto alla previsione del Modello Standard. Grazie agli acceleratori del Fermilab, gli scienziati hanno potuto effettuare nuove misurazioni ancora più approfondite, con l’obiettivo di fare luce su questa incongruenza.
Alberto Lusiani è stato allievo del corso ordinario della Scuola Normale Superiore. Attualmente ricercatore della Normale e associato all’INFN di Pisa, è un esperto di verifiche della teoria delle Particelle Elementari con misure sperimentali di precisione. Oltre ad aver partecipato e a partecipare a diverse collaborazioni internazionali tra cui ALEPH, BaBar, LHCb e E989, coordina dal 2011, nella collaborazione HFLAV (Heavy Flavour Averaging Group), il calcolo delle medie mondiali delle misure sul leptone tau e quindi della verifica dell’universalità leptonica dell’interazione debole carica e dell’unitarietà della prima riga della matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa con le misure sul leptone tau. Questa seconda verifica mostra attualmente una discrepanza non compresa rispetto al Modello Standard, che potrebbe condurre a nuove scoperte. Dal 2016 collabora anche con il Particle Data Group, che aggiorna ogni anno le conoscenze sperimentali e il confronto con le predizioni teoriche per la Fisica delle Particelle Elementari.
Link utili:
- Fermilab: Presentazione 7 aprile 2021, 17:00 Europa/Roma: LINK
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- CERN: Presentazione 8 aprile 2021, 16:00 Europa/Roma: LINK
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Nelle immagini qui sotto:
1) Fermilab, a Batavia, nei pressi di Chicago
2) Fermilab, esperimento Muon g-2
3) Riassunto delle misure sperimentali del momento magnetico anomalo del muone dal 1979 ad oggi, confrontate con le predizioni del Modello Standard al tempo delle pubblicazioni e alcune predizioni teoriche recenti.
