L’anello mancante: la disperata ricerca di una nuova fisica

Il Large Hadron Collider (LHC) è stato appena colpito di nuovo. Durante una pausa di tre anni, leggermente allungata dalla pandemia, i fisici hanno apportato diversi piccoli miglioramenti. Le collisioni di protoni all’LHC dovrebbero raggiungere un’energia totale leggermente superiore, l’acquisizione dei dati dovrebbe essere più veloce e i rivelatori dovrebbero essere più sensibili. Se tutto andrà come previsto, l’LHC si spegnerà di nuovo nel 2025 per un aggiornamento e molti altri protoni entreranno in collisione dal 2027 al 2029.

Sabine Huseinfelder è una fisica teorica il cui lavoro si concentra principalmente sulla gravità quantistica e sulla fisica oltre il Modello Standard. Attualmente è Research Fellow presso l’Institute for Advanced Studies di Francoforte. Nel 2018 è uscito il suo libro “The Ugly Universe”.

Finora, LHC ha raccolto solo un decimo dei dati per i quali è stato progettato. Tuttavia, poiché la potenza totale delle collisioni non può essere aumentata in modo significativo – e ciò richiede un acceleratore più grande – ciò significa soprattutto che ora le statistiche dei dati saranno migliorate. In ogni set di dati ci sono fluttuazioni che deviano dalle aspettative. Più dati hai, meglio sai cos’era la volatilità. Quindi, se l’LHC ora sta raccogliendo più dati, può essere utilizzato per rilevare segnali particolarmente deboli e rari che potrebbero perdersi nel rumore.

Segnale o rumore?

In effetti, i fisici delle particelle hanno alcune di queste anomalie nei dati che attualmente non sanno se si tratta di una nuova fisica o solo di accumuli casuali di risultati di misurazione.

Ad esempio, sin dai primi risultati dell’LHC, ci sono prove che il decadimento di alcune particelle complesse – i cosiddetti mesoni B – non sta avvenendo come previsto dal Modello Standard della fisica delle particelle. Tuttavia, questa anomalia non è statisticamente significativa al momento.

Nella fisica delle particelle, la significatività statistica di un’anomalia è solitamente determinata utilizzando deviazioni standard ed espressa in multipli di sigma. Maggiore è la deviazione sigma, più è probabile che l’anomalia non possa essere attribuita al caso. Il significato dell’anomalia del mesone B è rimasto compreso tra 3 e 4 sigma – una nuova scoperta richiederebbe 5 sigma – ma non è nemmeno scomparso.

Cosa manca: nel frenetico mondo della tecnologia, spesso c’è il tempo per riordinare tutte le notizie e le informazioni essenziali. Nel fine settimana vogliamo prenderlo, seguire i sentieri laterali lontani dal ruscello, sperimentare prospettive diverse e far sentire le sfumature.

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Inoltre, ci sono state discrepanze con le misurazioni su una delle particelle elementari, il momento magnetico del muone, per 20 anni, che è stata confermata lo scorso anno da una nuova misurazione. Queste misurazioni non vengono effettuate utilizzando collisioni di particelle, ma il risultato ancora non si adatta al modello standard. La significatività statistica dell’anomalia del muone, a 4,2 sigma, non è abbastanza alta per parlare di una nuova scoperta.