Al Cern di Ginevra, l’esperimento LHCb ha registrato un fenomeno che capita una volta ogni 100 milioni di volte: il decadimento di un barione sigma-plus, particella subatomica che si è disintegrata producendo un protone, un antimuone e un muone. Un evento eccezionale, previsto dal Modello Standard, la teoria che descrive le particelle elementari e le forze fondamentali.
I risultati, pubblicati su Physical Review Letters, portano una forte impronta italiana, grazie al contributo decisivo dell’INFN e delle università di Cagliari e Perugia.
Perché conta questo decadimento
I barioni sono le particelle che compongono la materia ordinaria, quella di cui è fatto l’universo visibile. Studiare come si trasformano nel tempo significa testare la solidità del Modello Standard e, soprattutto, verificare se ci siano indizi di una nuova fisica.
Come spiega Francesco Dettori, professore associato di Fisica sperimentale all’Università di Cagliari: «Lo studio dei decadimenti rari ci dice se esistono particelle o interazioni a noi sconosciute. La loro presenza cambierebbe le probabilità di questi processi».
Un sospetto nato 20 anni fa
La prima volta che questo decadimento è stato intravisto risale a circa 20 anni fa, al laboratorio Fermilab di Batavia (USA). Allora, l’esperimento HyperCP aveva fatto pensare che potessero esserci forze non previste dal Modello Standard.
LHCb ha però ribaltato lo scenario: i dati raccolti tra il 2016 e il 2018, analizzati anche con tecniche di machine learning, hanno mostrato che il fenomeno è perfettamente coerente con la teoria.
Il Modello Standard resiste
«Anche stavolta il Modello Standard ha avuto la meglio», osserva Francesca Dordei, ricercatrice INFN a Cagliari. «Nonostante i decenni, è ancora incredibilmente solido. Ma proprio per questo siamo spinti a guardare oltre, cercando segnali di nuove interazioni in fenomeni sempre più rari e sfuggenti».
La ricerca non si ferma qui: il prossimo obiettivo è spingersi ancora più in profondità, inseguendo eventi rarissimi che potrebbero finalmente svelare ciò che il Modello Standard non riesce a spiegare.
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